国防科技技术预先研究基金(9140A09011011BQ02)
- 作品数：4 被引量：24H指数：3
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- 相关机构：南京理工大学更多>>
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- 相关领域：交通运输工程自动化与计算机技术航空宇航科学技术更多>>
- 具有增益补偿功能的微机械陀螺数字化驱动闭环被引量：8
- 2014年
- 提出了具有增益补偿功能的数字化驱动闭环方法,以便提高微机械陀螺标度因数的稳定性。介绍了微机械陀螺的工作原理,对其运动方程的分析显示:为了提高标度因数的稳定性,需要提高陀螺驱动模态振动速度的稳定性;而振动速度的稳定性与驱动环路中C/V转换电路增益的稳定性相关。为此,设计了增益补偿算法,配合自动增益控制环节和锁相环环节构建了具有增益补偿功能的数字化驱动闭环。仿真结果表明,在C/V转换电路增益相对变化量为7.4%时,振动速度幅值的相对变化量由无增益补偿时的7.29%降到了有增益补偿时的0.12%。实验结果表明,增加增益补偿环节后,标度因数的温度系数在-40℃到60℃的降幅达到了90%。得到的结果验证了具有增益补偿功能的微机械陀螺数字化驱动闭环可以较大幅度地提高微机械陀螺标度因数的稳定性。
- 杨亮苏岩裘安萍夏国明
- 关键词：微机械陀螺仪
- 变结构PID在微机械陀螺仪闭环驱动电路中的应用被引量：4
- 2013年
- 为满足微机械陀螺仪(MMG)闭环驱动电路起振快速、无超调且稳态精度高等要求,提出了一种基于FPGA的数字化变结构PID控制器,并以其为核心构建了微机械陀螺仪的数字化闭环驱动电路.通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益和微分增益函数,使变结构PID的结构和参数能够根据瞬时误差的变化而变化,以提高闭环驱动电路的性能.针对某型微机械陀螺仪敏感结构参数,进行了SIMULINK仿真,仿真结果表明以变结构PID为核心的闭环驱动电路是可行的.起振实验结果表明,经典PID构成的闭环驱动电路,其检测电压的幅值超调量达到了75%,稳定时间为2 s;采用变结构PID控制器后闭环驱动检测电压的幅值无超调且稳定时间为0.7 s;1 h的稳定性实验表明,采用经典PID时检测电压幅值的长期稳定性为2.73×10-5V,采用变结构PID时其稳定性为2.68×10-5V,证明变结构PID可以兼顾系统在快速性、超调量和稳态精度等方面的要求.
- 杨亮贾方秀裘安萍苏岩
- 关键词：微机械陀螺仪变结构PID
- 高品质因数微机械陀螺的温度自补偿被引量：11
- 2013年
- 建立了以微机械陀螺驱动模态固有频率为虚拟温度传感器的温度补偿系统,以实现对微机械陀螺标度因数和零偏的高精度温度补偿。研究了自主设计的微机械陀螺的驱动模态固有频率的温度特性,通过实验手段获得了频率的温度系数为(-26.9±2.03)×10-6℃,且温度测量精度1s平均时为0.075℃,20s平均时为0.004℃。在分析微机械陀螺标度因数和零偏温度特性的基础上,提出了一种二阶温度补偿方案,并给出了补偿原理和算法示意图。最后,利用驱动模态固有频率对标度因数和零偏进行了温度自补偿。实验结果表明,在-40℃到60℃,标度因数的最大相对变化量从补偿前的2.1%下降到了0.05%;零偏的最大相对变化量从补偿前的8.9%下降到了0.1%;室温下2h的零偏实验表明,温度补偿后微机械陀螺的零偏不稳定性由4.1(°)/h降到了0.42(°)/h,满足了微机械陀螺温度补偿的高精度要求。
- 杨亮苏岩裘安萍夏国明
- 关键词：微机械陀螺温度补偿固有频率零偏
- 脉冲密度反馈对力平衡微机械陀螺的影响被引量：3
- 2013年
- 通过研究脉冲密度反馈力对微机械陀螺性能的影响,设计了基于机电结合∑Δ调制器原理的微机械陀螺检测闭环电路。首先,根据微机械陀螺敏感模态的等效形式,分析得出脉冲密度反馈力对敏感模态的影响机理可以分为负刚度效应和增益效应两部分,且负刚度效应与输入角速度无关。然后,根据闭环检测理论建立了角速度和反馈脉冲密度之间的关系、量程与反馈脉冲高电平之间的关系。最后,利用量程设计指标和实际微机械陀螺参数,理论计算了所需的反馈脉冲高电平,并在Simulink中进行了仿真。仿真结果表明,所选参数满足了设计指标,且在正交误差等效输入角速度为0、30和50(°)/s 3种情况下,仿真得到平均脉冲密度和角速度之间的非线性分别为3.6×10-6、3.07%和5.12%。对正交误差等效输入角速度分别为30.4(°)/s和47.3(°)/s的I号陀螺和II号陀螺进行实验,结果表明,脉冲密度反馈力对负刚度的影响不随脉冲密度的变化而变化;得到的平均脉冲密度和角速度之间的非线性分别为2.9%和4.8%,实验与仿真结果符合得到较好。
- 杨亮苏岩裘安萍夏国明
- 关键词：微机械陀螺SIGMA脉冲密度
