發(fā)布時(shí)間：2017-05-12 10:05

  本文關(guān)鍵詞：高精度運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：操縱性能是水下潛器最為重要的性能之一,在執(zhí)行任務(wù)的過程中,有時(shí)需要實(shí)現(xiàn)水下潛器在無航速下的深度控制,稱為水下潛器的水下懸停操縱。這是通過專業(yè)水艙排、注水來實(shí)現(xiàn)的。良好的水下懸停操縱可以降低水下潛器自身噪聲,提高隱蔽性,減少水下耗電量,增強(qiáng)機(jī)動能力,因而具有非常重要的意義。測量水下潛器懸停操縱時(shí)的微小運(yùn)動加速度,可以為水下潛器懸�？刂铺峁┲匾畔�,從而可以更有效更精確地實(shí)現(xiàn)水下潛器懸停操縱的自動控制。然而我國利用加速度測量來實(shí)現(xiàn)水下潛器懸停操縱的研究還處于起步階段,因而有大量的研究工作需要完成。 目前我國現(xiàn)有的加速度測量設(shè)備尚不能滿足水下潛器懸�？刂频母呔燃铀俣葴y量要求。針對此應(yīng)用要求本文研究了基于石英撓性加速度計(jì)的大量程高精度運(yùn)動加速度測量系統(tǒng),主要研究成果包括： 1.針對石英撓性加速度計(jì)誤差產(chǎn)生的原因提出了相應(yīng)的精度提升方案。設(shè)計(jì)了加速度計(jì)磁屏蔽結(jié)構(gòu)和精密兩級溫控結(jié)構(gòu)來提升其測量精度。 2.針對加速度計(jì)輸出的微弱電流信號測量要求,研究了高精度電流測量電路的設(shè)計(jì)方案。高精度電流測量電路模擬部分基于AD轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,采用多種噪聲抑制技術(shù)和雙通道融合有效地提高了測量電路的信噪比。同時(shí)為有效抑制器件溫度漂移產(chǎn)生的誤差,為測量電路模擬通道專門設(shè)計(jì)了恒溫結(jié)構(gòu)。 3.針對水下潛器懸�？刂频母呔燃铀俣葴y量要求,研究了運(yùn)動加速度解算算法,實(shí)現(xiàn)了重力加速度與運(yùn)動加速度的分離,并提出了利用三軸加速度計(jì)信息修正陀螺長期漂移誤差的方法。 最后,對高精度運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)進(jìn)行了針對性的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均到達(dá)了預(yù)期的效果。
【關(guān)鍵詞】：加速度測量 電流測量 噪聲分析 精密溫控
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.941;U666.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 插圖目錄11-13
• 表格目錄13-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 課題背景14
• 1.2 加速度計(jì)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 加速度計(jì)的對比14-15
• 1.2.2 石英撓性加速度計(jì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 加速度測量技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 慣導(dǎo)系統(tǒng)加速度測量研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 重力儀加速度測量研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 論文的研究內(nèi)容與研究意義20-24
• 1.4.1 論文的研究內(nèi)容20-21
• 1.4.2 論文的研究意義21-24
• 2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與誤差分析24-28
• 2.1 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和總體構(gòu)架24-26
• 2.1.1 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)24
• 2.1.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析24-25
• 2.1.3 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)加速度計(jì)配置方案25
• 2.1.4 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)總體構(gòu)架25-26
• 2.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)的誤差分析26-27
• 2.2.1 石英撓性加速度計(jì)的誤差分析26
• 2.2.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)的誤差分配26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 3 石英撓性加速度計(jì)精度提升方法研究28-38
• 3.1 石英撓性加速度計(jì)的工作原理分析28-29
• 3.2 石英撓性加速度計(jì)的電磁屏蔽方案研究29-31
• 3.2.1 加速度計(jì)磁屏蔽結(jié)構(gòu)的要求分析29
• 3.2.2 加速度計(jì)磁屏蔽方案研究29-31
• 3.3 石英撓性加速度計(jì)的精密溫控方案研究31-35
• 3.3.1 加速度計(jì)溫控要求分析31-32
• 3.3.2 加速度計(jì)精密溫控方案研究32-34
• 3.3.3 加速度計(jì)恒溫控制算法設(shè)計(jì)34
• 3.3.4 加速度計(jì)恒溫控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果34-35
• 3.4 加速度計(jì)輸出數(shù)學(xué)模型建立與誤差補(bǔ)償研究35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 4 高精度電流測量電路的研究38-58
• 4.1 電流測量電路的誤差分析38-44
• 4.1.1 采樣電阻誤差分析38-39
• 4.1.2 運(yùn)算放大器的誤差分析39-41
• 4.1.3 AD轉(zhuǎn)換器的誤差分析41-43
• 4.1.4 基準(zhǔn)電壓的誤差分析43
• 4.1.5 測量通道總誤差估計(jì)43-44
• 4.2 高精度電流測量電路的硬件構(gòu)架44-49
• 4.2.1 測量電路模擬部分技術(shù)設(shè)計(jì)45-47
• 4.2.2 測量電路模擬通道溫控設(shè)計(jì)47-48
• 4.2.3 測量電路模擬通道溫控實(shí)驗(yàn)結(jié)果48
• 4.2.4 測量電路數(shù)字部分技術(shù)設(shè)計(jì)48-49
• 4.3 高精度電流測量電路軟件設(shè)計(jì)49-52
• 4.3.1 采樣控制設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)50-52
• 4.4 高精度電流測量電路的標(biāo)定52-55
• 4.4.1 標(biāo)定設(shè)備說明52-53
• 4.4.2 測量電路標(biāo)定過程53-55
• 4.5 高精度電流測量電路精度測試結(jié)果55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 系統(tǒng)標(biāo)定與運(yùn)動加速度解算分析58-64
• 5.1 系統(tǒng)加速度計(jì)坐標(biāo)系標(biāo)定58-61
• 5.1.1 加速度計(jì)參數(shù)標(biāo)定結(jié)構(gòu)的模型分析58-59
• 5.1.2 標(biāo)定結(jié)構(gòu)的平面法向量分析59-61
• 5.2 三維運(yùn)動加速度解算分析61-63
• 5.2.1 系統(tǒng)加速度計(jì)正交坐標(biāo)系建立61
• 5.2.2 系統(tǒng)加速度計(jì)坐標(biāo)系變換61-62
• 5.2.3 重力加速度分離62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 6 高精度運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)精度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-76
• 6.1 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)樣機(jī)介紹64
• 6.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)精度實(shí)驗(yàn)64-67
• 6.2.1 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)穩(wěn)定性測試65-66
• 6.2.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)重復(fù)性測試66-67
• 6.3 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)閾值實(shí)驗(yàn)67-69
• 6.3.1 單擺測試平臺說明67-68
• 6.3.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)靈敏度測試68-69
• 6.4 強(qiáng)干擾背景下運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)動態(tài)測量能力實(shí)驗(yàn)69-74
• 6.4.1 動態(tài)測試平臺說明69-71
• 6.4.2 運(yùn)動加速度測量系統(tǒng)動態(tài)測試71-74
• 6.5 分離重力加速度的運(yùn)動加速度輸出實(shí)驗(yàn)74-75
• 6.6 本章小結(jié)75-76
• 7 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果84

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 王淑瑛;;淺談潛艇操縱控制系統(tǒng)自動化的發(fā)展[J];船舶物資與市場;2003年06期

4 羅中良,高潮,王方連,官峰,施仁;不確定信息的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];傳感器技術(shù);2002年05期

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本文編號：359445