本文選題：MOEMS加速度計 + 靜電力　； 參考：《浙江大學》2016年碩士論文

【摘要】：傳統(tǒng)微機械加速度計精度無法滿足高精度領(lǐng)域的需求,而新興的微光學加速度計精度有了較大提高,但是動態(tài)范圍過小,限制了其應(yīng)用范圍,因此本文設(shè)計了一套基于MOEMS加速度計的閉環(huán)反饋控制方案,在保證高靈敏度的前提下盡量提高其動態(tài)范圍。本文首先介紹了課題研究的MOEMS加速度計的開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,然后給出了開環(huán)模式下的系統(tǒng)輸出結(jié)果,和實驗裝置改進以前的開環(huán)實驗結(jié)果對比得知系統(tǒng)靈敏度得到了較大的提高,橫向串擾也到了有效的抑制。之后分析了開環(huán)系統(tǒng)靈敏度和動態(tài)范圍的矛盾,并給出了MOEMS加速度計閉環(huán)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計,闡明通過靜電力實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制,從而引出了電容式加速度計開環(huán)和閉環(huán)研究。本文對開環(huán)電容式加速度計的結(jié)構(gòu)和靜電力驅(qū)動進行了分析和仿真說明了結(jié)構(gòu)的低通性和靜電驅(qū)動的非穩(wěn)性,然后通過simulink仿真得到開環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)輸出結(jié)果圖；對閉環(huán)電容式加速度計進行了數(shù)學建模,得到其數(shù)學模型,并通過simulink仿真得到其動態(tài)輸出結(jié)果,通過和開環(huán)系統(tǒng)對比得知閉環(huán)系統(tǒng)可以有效提高系統(tǒng)的動態(tài)范圍和工作帶寬。最后針對電容式加速度計閉環(huán)系統(tǒng)進行了分模塊設(shè)計和Pspice仿真,通過仿真結(jié)果闡明靜電力閉環(huán)反饋控制的可行性,為后期制板和實驗打下基礎(chǔ),也為未來將該閉環(huán)模塊移植到現(xiàn)有MOEMS系統(tǒng)中做鋪墊。
[Abstract]:The precision of traditional micro-mechanical accelerometers can not meet the needs of high-precision fields, but the accuracy of the newly developed micro-mechanical accelerometers has been greatly improved, but the dynamic range is too small, which limits its application scope. Therefore, a closed-loop feedback control scheme based on MOEMS accelerometer is designed to improve its dynamic range with high sensitivity. In this paper, the structure and working principle of the open-loop system of MOEMS accelerometer studied in this paper are introduced, and the output results of the system in open-loop mode are given. Compared with the experimental results before the improvement of the experimental device, it is shown that the sensitivity of the system has been greatly improved, and the transverse crosstalk has been effectively suppressed. Then, the contradiction between sensitivity and dynamic range of open-loop system is analyzed, and the design of closed-loop structure of MOEMS accelerometer is given. The closed-loop feedback control is realized by static power, and the open-loop and closed-loop research of capacitive accelerometer is introduced. In this paper, the structure of open-loop capacitive accelerometer and electrostatic drive are analyzed and simulated. The low pass of the structure and the non-stability of electrostatic drive are illustrated. Then the dynamic output diagram of the open-loop system is obtained by simulink simulation. The mathematical model of closed loop capacitive accelerometer is established, and the dynamic output result is obtained by simulink simulation. By comparing with open loop system, it is shown that the closed loop system can effectively improve the dynamic range and working bandwidth of the system. Finally, the module design and Pspice simulation of capacitive accelerometer closed-loop system are carried out. Through the simulation results, the feasibility of closed-loop feedback control of hydrostatic power system is illustrated, which lays the foundation for the later stage board making and experiment. It will also pave the way for transplanting the closed-loop module to the existing MOEMS system in the future.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH824.4

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本文編號：1815217