閉環(huán)加速度計的控制數(shù)字化分析
本文選題:閉環(huán)加速度計 + 數(shù)字化 ; 參考:《中國慣性技術(shù)學(xué)報》2014年02期
【摘要】:加速度計實現(xiàn)數(shù)字化有利于系統(tǒng)集成,但隨之引入的延時和量化噪聲會影響系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性及測量分辨率。為保證閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)字化后仍具有足夠穩(wěn)定裕度,分析出了延時的主要來源為離散化引入的等效時延和檢測與控制的不同步,并得出其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的定量化影響。研究了采樣頻率及量化噪聲對輸出的影響,提出利用過采樣的方法可以有效減小量化噪聲對閉環(huán)系統(tǒng)輸出的影響,從而可提高系統(tǒng)的檢測分辨率。最終,建立了進行數(shù)字化控制器采樣頻率的定量化選擇依據(jù)。用Matlab/Simulink進行了仿真并進行了實驗研究,仿真結(jié)果及實驗結(jié)果與理論分析能較好吻合。
[Abstract]:The digitization of accelerometers is beneficial to system integration, but the delay and quantization noise will affect the control stability and measurement resolution of the system. In order to ensure that the closed-loop system still has sufficient stability margin after digitization, it is analyzed that the main sources of delay are the equivalent delay introduced by discretization and the non-synchronization of detection and control, and the quantitative influence on the stability of the system is obtained. The effects of sampling frequency and quantization noise on the output are studied. It is proposed that the oversampling method can effectively reduce the effect of quantization noise on the output of the closed-loop system and thus improve the detection resolution of the system. Finally, the quantitative selection basis for sampling frequency of digital controller is established. The simulation results and experimental results with Matlab/Simulink are in good agreement with the theoretical analysis.
【作者單位】: 蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院;蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院;
【基金】:甘肅省自然基金(1310RJZA055)
【分類號】:TH824.4
【參考文獻】
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5 張春熹;魏淵;張f^;顧欣怡;;數(shù)字閉環(huán)加速度計系統(tǒng)模型分析與校正設(shè)計[J];儀器儀表學(xué)報;2012年12期
【共引文獻】
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3 張f^;張聲艷;李立京;王洪波;;環(huán)路參數(shù)對數(shù)字閉環(huán)加速度計動態(tài)特性影響[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2014年04期
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9 張f^;張聲艷;;數(shù)字閉環(huán)石英撓性加速度計信號檢測技術(shù)(英文)[J];紅外與激光工程;2014年10期
10 郭敬濱;胡淑金;樊玉銘;;基于鎖相環(huán)的諧振筒式液體密度傳感器檢測系統(tǒng)[J];納米技術(shù)與精密工程;2015年01期
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,本文編號:1915685
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