石英挠性加速度计离散化闭环控制策略研究

发布时间：2017-08-03 11:24

  本文关键词：石英挠性加速度计离散化闭环控制策略研究

  更多相关文章： 石英挠性加速度计 模型辨识 闭环离散化控制 PID算法 最少拍无纹波算法

【摘要】：石英挠性加速度计的数字化设计因为具有抗干扰能力强、易于集成等优点而逐渐成为石英挠性加速度计发展的一个新趋势,数字化研究的一个核心内容是数字控制算法的研究。本课题针对石英挠性加速度计离散化闭环控制算法进行了研究,对比了不同控制算法的控制效果,旨在通过对控制算法的改进来提高加速度计的性能。针对石英挠性加速度计的离散化闭环控制设计,本课题进行了以下几方面内容的研究。(1)表头摆片数学模型的建立。对表头建模是设计合适的控制算法的前提,模型建立的准确与否会直接影响到控制算法的控制效果。本文采用了时域建模的方法,对表头的阶跃响应曲线进行模型分析,求得包含检测电路在内的广义表头的数学模型。(2)数字控制算法的设计。数字控制算法的设计是加速度计离散化闭环控制的核心,也是本课题研究的重点内容。本文分别从数字控制器的直接合成法和间接合成法角度出发,选取了最少拍无纹波控制算法和PIDD控制算法作为两种方法的代表算法。首先进行了Matlab仿真,对比两种控制算法的控制效果,然后通过实验对控制效果进行了验证。
【关键词】：石英挠性加速度计 模型辨识 闭环离散化控制 PID算法 最少拍无纹波算法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH824.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-22
• 1.1 课题研究背景12
• 1.2 直接数字闭环控制加速度计国内外研究现状12-19
• 1.2.1 石英挠性加速度计的国内外研究现状13-15
• 1.2.2 加速度计闭环数字化输出的国内外研究现状15-19
• 1.2.3 加速度计闭环离散化控制算法的国内外研究现状19
• 1.3 课题研究内容与意义19-22
• 1.3.1 课题研究内容19-21
• 1.3.2 课题的研究意义21-22
• 2 系统总体方案设计与误差分析22-28
• 2.1 石英挠性加速度计闭环离散化控制系统总体方案设计22-24
• 2.1.1 石英挠性加速度计闭环离散化设计目标23
• 2.1.2 石英挠性加速度计闭环离散化控制的重点与难点23-24
• 2.1.3 石英挠性加速度计闭环离散化设计方案研究24
• 2.2 石英挠性加速度计闭环离散化控制系统的误差分析24-26
• 2.2.1 差分检测电路误差分析24-25
• 2.2.2 数字控制算法误差分析25
• 2.2.3 反馈电路误差分析25-26
• 2.3 本章小结26-28
• 3 石英挠性加速度计表头建模方法研究28-38
• 3.1 石英挠性加速度计表头建模的必要性28
• 3.2 石英挠性加速度计表头建模方案设计28-36
• 3.2.1 表头建模方案选取29-30
• 3.2.2 表头建模平台搭建30-31
• 3.2.3 表头模型解析31-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 石英挠性加速度计闭环离散化控制算法仿真分析38-51
• 4.1 石英挠性加速度计闭环离散化控制性能分析38
• 4.2 石英挠性加速度计闭环离散化控制算法设计38-50
• 4.2.1 最少拍无纹波控制算法性能仿真及分析41-45
• 4.2.2 PID控制算法性能仿真及分析45-49
• 4.2.3 两种控制算法性能比较49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 石英挠性加速度计闭环离散化控制算法实验验证51-68
• 5.1 PID控制算法控制效果实验及分析51-62
• 5.1.1 PID控制算法系统超调测试54-57
• 5.1.2 PID控制算法达到稳态时间测试57-60
• 5.1.3 PID控制算法控制误差测试60-62
• 5.2 最少拍无纹波控制算法控制效果实验及分析62-67
• 5.2.1 最少拍控制算法系统超调测试62-64
• 5.2.2 最少拍控制算法达到稳态时间测试64-65
• 5.2.3 最少拍控制算法控制误差测试65-67
• 5.3 两种控制算法性能实验对比67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王雷,王保良,冀海峰,黄志尧,李海青;电容传感器新型微弱电容测量电路[J];传感技术学报;2002年04期

2 刘润;蔡体菁;丁昊;;高精度石英挠性加速度计闭环系统的设计与分析[J];东南大学学报(自然科学版);2010年02期

3 张亚;黄克平;;有源模拟带通滤波器的设计[J];电子科技;2009年01期

4 顾英;惯导加速度计技术综述[J];飞航导弹;2001年06期

5 张f^;张声艳;顾欣怡;魏渊;李骛;;数字闭环石英挠性加速度计表头离散化研究[J];传感器与微系统;2012年12期

6 张f^;张声艳;李立京;王洪波;;环路参数对数字闭环加速度计动态特性影响[J];北京航空航天大学学报;2014年04期

7 郭振芹,段尚枢,王衍贵;石英电容伺服加速度计[J];哈尔滨工业大学学报;1985年S9期

8 赵君辙;邢馨婷;杨中柳;;线加速度计的现状与发展趋势综述[J];计测技术;2007年05期

9 冀林;李旷振;;惯性仪器仪表行业发展现状及趋势分析[J];航天工业管理;2009年03期

10 张春京,原俊安,李凡东,王雷,任多立;从加速度计测试技术研究看惯性仪表测试技术发展趋势[J];航天控制;2005年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 汤建勋;机械抖动激光陀螺抖动偏频系统的研究与设计[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 刘朋全;基于FPGA的FIR数字滤波器的设计和实现[D];西北工业大学;2006年

2 林日乐;石英振梁加速度计技术研究[D];电子科技大学;2006年

3 张岩;激光陀螺捷联惯导系统数据采集电路分析与设计[D];国防科学技术大学;2005年

4 罗斯建;电容式微机械加速度计检测电路研究[D];浙江大学;2007年

5 厚泽;加速度计全数字力反馈回路设计[D];哈尔滨工程大学;2007年

6 刘保增;动力调谐陀螺仪力反馈回路优化设计与仿真分析[D];哈尔滨工程大学;2009年

7 陆阳;高精度加速度计采集单元的设计及关键器件的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

8 林伟俊;电容式微机械加速度传感器检测电路研究[D];浙江大学;2010年

9 赵来先;加速度计数字读出系统的设计与补偿方法研究[D];国防科学技术大学;2009年

，

本文编号：614153