数字闭环加速度计带宽测试方法的研究

赵 鹏 - - , 贺慧勇 r, 唐 立 军 ,王永建 ,刚 煜
( 1长沙理工大学 物理 与电子科学学 院, 长沙 4 1 0 1 1 4 ; 2长沙理工大学 近地空间电磁 环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室 , 长沙 4 1 0 1 1 4 )

要: 为了消除传统 电模拟法引入 的激励信号对力矩器驱动模块造成的影响 , 提 出了一种在数字闭环加速度计 系统 反馈回路数
Z H A O P e n g ,H E H u i y o n g , T A N G L i j u n , WA N G Y o n g j i a n , G A N G Y u '
( 1 S c h o o l o fP h y s i c a l &E l e c t r o n i c S c i e n c e , C h a n g s h a U n i v e r s i t y o fS c i e ce& T n e c h n o l o g y , C h a n g s h a 4 1 0 1 1 4 , C h i n a ; 2 Hu an n P r o v i ce n H i g h e r E d u c a t i o n K e y L a b o r a t o r y f Mo o d e l i n g a n d Mo n i t o n n g o n t h e N e a r — E a n h E l e c t r o m a g n e t i c E n v i r o n m e n t s , C h a n g s h a U n i v e r s i t yo fS c i e ce& T n e c h ol n o g y , C h a n g s h a 4 1 0 1 1 4 ,C h i n a )
关键词 :电模拟法 ; 数字 闭环加速度计 ;带宽测试 ;数模转换器
中图分类号 : T P 2 1 2 . 9
文献标 志码 : A
Байду номын сангаас
文章编号 : 2 0 9 5 — 2 1 6 3 ( 2 0 1 7 ) 0 2 — 0 0 5 3 — 0 4
S t u d y o f b a nd wi dt h me a s ur e me n t me t h o d o f d i g i t a l c l o s e d- l o o p a c c e l e r o me t e r
模转换器输入端叠加一个激励信号来测试 系统带 宽的方法 。通过对该方法的 电激励模型进行分析 , 表 明在带宽测试时系统反馈 回
路D / A输入端叠加激励信 号可 以等效为外界输人的加速度。搭建测试平台测试 系统带宽 , 实验表明 , 用该方法测 得的数字闭环加
速度计 系统带宽与传统机械振动法的测试 结果相接近。该方法未增加其 它电路 , 降低 了系统 的复杂度 , 消除 了电模 拟法外加激励 信号源对力矩器驱动模块的影响。此外 , 该方法操作快 速简单 、 便 于在线测试 , 可满足大多数数字闭环加速度计 的带宽测试要求 。
Ab s t r a c t :I n o r d e r t o e l i mi n a t e t h e i n l f u e n c e o f t h e e x c i t a t i o n s i g n a l i n t r o d u c e d b y t h e t r a d i t i o n a l e l e c t ic r s i mu l a t i o n me t h o d o n t h e t o r q u e d iv r e r mo d u l e ,a me t h o d w h i c h a d d s t h e e x c i t a t i o n s i na g l a t t h e i n p u t o f t h e d i g i t a l - a n a l o g c o n v e  ̄ e r i n f e e d b a c k c i r c u i t o f t h e d i g i t a l c l o s e d — l o o p a c c e l e r o me t e r t o me a s u r e t h e b a n d w i d t h o f t h e a c c e l e r o me t e r i s p r o p o s e d . T h r o u g h t h e a n ly a s i s o f t h e e l e c t r i c e x c i t a t i o n mo d e l ,i t i s s h o wn t h a t t h e e f f e c t o f t h e e x c i t a t i o n s i g n a l a d d e d a t t h e i n p u t o f t h e
第 7卷
第 2期








Vo l _ 7 No . 2
Ap r . 2 0 1 7
2 0 1 7年 4月
I n t e l l i g e n t Co mp u t e r a nd Ap p l i c a t i o ns
数 字 闭环 加 速 度 计 带 宽测 试 方 法 的研 究
合集下载

物理实验中使用加速度计进行加速度测量的技巧与准确性分析

物理实验中使用加速度计进行加速度测量的技巧与准确性分析

物理实验中使用加速度计进行加速度测量的技巧与准确性分析物理实验中,测量加速度是一项非常重要的任务。

加速度计作为一种常见的测量设备,具有测量物体加速度的优势。

然而,在使用加速度计进行加速度测量时,我们需要注意一些技巧和准确性分析。

首先,选择合适的加速度计至关重要。

加速度计有许多不同类型,如机械式加速度计、液体式加速度计和电子式加速度计等。

在选择时,需要根据实验的需求和测量精度来进行判断。

一般来说,电子式加速度计具有较高的精度和快速响应的特点,适合进行高精度的测量。

其次,在进行测量之前,需要进行仔细的校准。

校准的目的是消除仪器本身的误差,保证测量的准确性。

校准过程中,可以将加速度计固定在一个已知加速度的物体上,通过与已知加速度的对比,调整加速度计的零位偏差,使其读数准确。

在实验中,我们还需要注意使用加速度计的位置和方向。

加速度计的安装位置和方向直接影响测量结果的准确性。

一般情况下,加速度计应该安装在需要测量加速度的物体上,并且与物体的加速度方向保持一致。

如果实验中存在多个加速度方向,可以使用多个加速度计同时进行测量。

此外,为了提高测量准确性,需要注意消除干扰因素。

在物理实验中,存在许多干扰因素,如摩擦力、空气阻力和振动等。

这些因素会对测量结果产生一定的影响。

为了减小这些干扰因素的影响,可以采取一些措施,如减少物体的接触面积,提高实验环境的稳定性等。

另外,数据处理也是保证测量准确性的重要环节。

在进行实验后,我们需要对测得的数据进行处理分析。

首先,需要进行数据的平均处理。

通过多次测量,并计算其平均值,可以减小人为误差的影响,得到更加准确的结果。

其次,需要进行误差分析。

误差分析是对测量数据的不确定性进行评估和估计,帮助我们了解测量结果的可靠程度。

在实验过程中,我们还需要注意一些实际问题。

例如,在加速度测量中,加速度计的最大测量范围需要与实验目标相匹配。

如果超过加速度计的测量范围,可能会导致测量结果失真甚至仪器损坏。

脉冲雷达数字闭环BIT测试的方法研究

脉冲雷达数字闭环BIT测试的方法研究
a b i l i t y,f a u l t d e t e c t i o n ,a n d d i a g n o s i s a b i l i t y .I t s s i g n i f i c a n c e h a s b e e n p a i d a t t e n t i o n b y t h e d e s i g n e r s a n d u s —
Ab s t r a c t : Th e B I T t e c h n o l o g y i n r a d a r s y s t e m i s a ma j o r wa y t o p r o mo t e r a d a r t e s t a b i l i t y , ma i n t a i n
第 3 期
2 O 1 3年 6月
雷 达 科 学 与技 术
R adar SCi ence and T echno I ogY
Vo 1 . 1 1 No . 3
J u n e I T 测 试 的 方 法 研 究
姜 来春
( 解放军 9 1 5 5 0部 队 ,辽 宁 大 连 1 1 6 0 2 3 ) 摘 要 :雷达 机 内测 试 ( B I T) 技 术是 改善 雷 达 测 试 性 、 维 修 性 和 故 障诊 断 能 力 的 重 要 途 径 , 其 重要性 已 经 引起 了雷 达 系统 设 计 者 和 用 户 的 高度 重视 。在 脉 冲 雷达 系 统 中 , 通常 B I T测试方法 不能对脉 冲雷达的 工
测 试 系统 结 构 简单 , 易 于 实现 。
关键词 : 脉 中雷 达 ;闭环 B I T;性 能 ; 测 试 方 法
中 图分 类 号 : T N9 5 7 ; TN9 5 8 文献 标 识 码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 — 2 3 3 7 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 3 1 6 一 O 4

数字闭环光纤陀螺频率特性分析与测试_吴衍记

数字闭环光纤陀螺频率特性分析与测试_吴衍记

方波偏置
Sagnac 效应
探测器
+ ϕb
前置放大
T
A/D
输入
Ω
ϕs
=
2πLDΩ λc
ϕs
+
∆ϕ
Rfη
I0 2
(1 +
cos ∆ϕ)
G1
KA/D
- ϕf
数字解调
Kdemo
τ
-
Km
+
相位调制器
数字积分器
G2 后置放大
1 − e−sT s
D/A
KD/A
z z −1
相位斜坡发生器
图 2 数字闭环光纤陀螺的动态模型 Fig.2 Dynamic model of digital closed-loop FOG
z Ki z −1 角速率输出
在闭环情况下应该有 ϕs ≈ ϕf ,则 sin(ϕs − ϕf ) ≈ ϕs − ϕf ,所以调制、解调、干涉可以用比例环节 K3 表示。
反馈通道中相位斜坡发生过程可视为一个积分环节,D/A 转换环节可用比例环节加零阶保持器表示,后置放大驱动
及铌酸锂相位调 制过程可以表示 W(z) 为一个比例微分 过程。因此整个反 馈通道可以用比 例环节 K6 加零阶 保持器表示[4,6]。 综上所述,可以得
of digital closed-loop FOG
WU Yan-ji, LIU Shu-rong
(Beijing Auto-control Equipment Institute, Beijing 100074, China)
Abstract: The performances of FOG under the circumstances of vibration or abrupt swerve were badly influenced by its closed-loop bandwidth. The actual bandwidth of a closed-loop FOG can reach several kHz, which is too high to be tested with an angle vibrator. So it is important to test and analyze the frequency characteristics of the digital closed-loop FOG. In view of this requirement, a dynamic model for digital closed-loop FOG was established based on its block diagram of configuration and principle, and the transfer function was deduced. Then the frequency characteristics of the digital FOG were analyzed, and a method to improve the dynamic characteristic of FOG was given. At last, the step response and frequency response were tested by adding signal to the digital phase ramp based on the principle of closed-loop FOG. The test result shows that the bandwidth of the closed FOG is up to 9 kHz. Key words: frequency characteristics; FOG; dynamic modeling; testing

数字闭环加速度计的带宽测试

数字闭环加速度计的带宽测试
we r e di s c u s s e d . The n,t he d e t e c t i on c i r c ui t a nd t he c l o s e d — l o o p c on t r o l s y s t e m o f t h e di gi t a l c l o s e d — l o op a c c e l e r o me t e r wi t h a n e xc i t a t i o n s i g na l we r e a n a l y z e d.The a na l y s i s s ho ws t ha t t h e e f f e c t o f e x c i — t a t i on s i g na l a d de d i n t o a f e e d ba c k c i r c u i t i s e q ui v a l e nt t o a n i np ut a na l og a c c e l e r a t i o n i n t h e i np ut e nd a n d t he d yn a mi c mo d e l o f t h e d i g i t a l c l o s e d — l o op a c c e l e r o me t e r i s c on s i s t e nt wi t h t he dy na mi c mo de l Of
*C o 户 0 g a u t h o r,E - ma i l : l i d e y a n l 1 2 3 @1 2 6 . c o n r
Ab s t r a c t :To me a s ur e t he b a nd wi d t h o f a di g i t a l c l o s e d — l o o p a c c e l e r o me t e r,t he e l e c t r i c i t y s i mu l a t i o n

数字闭环石英挠性加速度计量化误差分析与实验研究

数字闭环石英挠性加速度计量化误差分析与实验研究
s e l wo s c he m e, a nd q ua n t i z a t i o n e r r o r i s o n e o f t h e i mp o r t a nt f a c t o r s whi c h i n lue f nc e s y s t e m p r e c i s i o n o f d i g i t a l
原理 , 讨 论了 A D, D A位数 的选择依据 , 基 于现有硬件检测 电路 , 软件上采取 A D, D A降位使用 的方法分析
量化误差对 闭环 系统 精度的影响。搭建 数字 闭环 实验 系统 , 实验结 果表 明 : 在一定 范 围内 , 随着 A D, D A 位数 的降低 , 量化误差影响增大 , 闭环系统精度降低 , 与理论 分析 相吻合 , 为数字 闭环加速度计 的精度改善 提供必要的理论指导和实验基础 。
e ro r f r o m s o f t wa r e a s p e c t . B u i l d u p d i g i t l a c l o s e d — l o o p e x p e ime r n t a l s y s t e m, e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t i n a


l - l 源自- 』 l

U Ua nt l Z at l 0n e r r 0r a na l y s i s and e XDe r i me nt a l r e s e a r c h O n
d i g i t a l c l o s e d- ・ l o o p q ua r t z le f x a c c e l e r o me t e r

基于TMS320F240的M-T法测速的实现与应用

基于TMS320F240的M-T法测速的实现与应用

采用DSP实现M/T法测速。

利用DSP的捕获功能,确保测速的计时和码盘脉冲计数的同步。

时间测量的绝对误差小于0.2μs,并且与测速周期无关。

同时提出一种经济、实用的抗测速干扰方法。

理论推导和实验结果表明,该方案准确、可靠,适用的测速范围大。

1引言转速闭环控制系统中,电机转速作为反馈量构成闭环控制,转速测量的精度对控制系统性能的影响是不言而喻的。

光电码盘是目前广泛采用的测速手段。

它具有精度高、线性度好的优点。

采用光电码盘测速时,常用的测速方法有M法、T法和M/T法。

其中M/T法兼顾高低转速,是综合性能最佳的一种。

2M/T法测速原理和误差分析2.1M/T法测速的原理M/T法测速综合了M法与T法的长处,既记录测速时间内码盘输出的脉冲数M1,又检测同一时间间隔内高频时钟脉冲数M2。

设高频时钟脉冲的频率为f0,则测速时间。

习惯上转速常以每分钟转数来表示,则电机的转速可表示为:(1)式中,Z为电机每转一圈所产生的脉冲数(Z=倍频系数×码盘光栅数),如图1所示图1M/T法测速示意图2.2误差分析常规的M/T法测速中,测速时间是程序设定的计数时间TC,而脉冲数为TC时间内码盘输出脉冲个数。

由图1可看出,TC开始时刻与码盘输出脉冲上升沿并非一定同步到达。

同样,TC结束时刻也很难刚好与码盘的输出脉冲上升沿同步。

这两个时间差都与转速的大小有关,而与高频计数时钟的频率无关。

由此引起的计数和计时的时间偏差可能比高频时钟周期大得多,从而降低测速的精度。

由M/T法测速的误差根源可知:确保高频时钟脉冲计数器与码盘输出脉冲计数器同时开启与关闭是提高测速精度的关键所在。

3利用DSP实现高精度转速测量3.1TMS320F240系列控制器的特点作为电机数字控制的专用芯片,TMS320F240运算速度快,单指令周期为50ns。

其功能强大的事件管理器(Event Manager)为实时控制系统提供了良好的软、硬件基础。

该事件管理器中包括特殊的PWM产生功能,包括可编程的死区时间设定和空间矢量状态。

数字闭环加速度计带宽测试方法的研究

龙源期刊网
数字闭环加速度计带宽测试方法的研究
作者:赵鹏贺慧勇唐立军王永建刚煜
来源:《智能计算机与应用》2017年第02期
摘要:为了消除传统电模拟法引入的激励信号对力矩器驱动模块造成的影响,提出了一种在数字闭环加速度计系统反馈回路数模转换器输入端叠加一个激励信号来测试系统带宽的方法。

通过对该方法的电激励模型进行分析,表明在带宽测试时系统反馈回路D/A输入端叠加
激励信号可以等效为外界输入的加速度。

搭建测试平台测试系统带宽,实验表明,用该方法测得的数字闭环加速度计系统带宽与传统机械振动法的测试结果相接近。

该方法未增加其它电路,降低了系统的复杂度,消除了电模拟法外加激励信号源对力矩器驱动模块的影响。

此外,该方法操作快速简单、便于在线测试,可满足大多数数字闭环加速度计的带宽测试要求。

关键词:电模拟法;数字闭环加速度计;带宽测试;数模转换器
中图分类号:TP212.9
文献标志码:A
文章编号:2095-2163(2017)02-0053-04。

自校准数字闭环MEMS加速度计接口ASIC芯片

自校准数字闭环MEMS加速 度计接口ASIC芯片
汇报人: 2023-12-11
目录
• 引言 • MEMS加速度计基本原理 • 自校准数字闭环MEMS加速
度计 • ASIC芯片设计与实现 • 系统集成与优化 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
背景
MEMS加速度计在消费电子、汽车电子、医疗电子等领域得到广泛应用,但传 统MEMS加速度计接口电路复杂、功耗大、体积大等问题限制了其应用和发展 。
意义
自校准数字闭环MEMS加速度计接口ASIC芯片的研究可以解决传统MEMS加速 度计的不足,提高MEMS加速度计的性能和可靠性,进一步拓展其应用领域。
研究现状与发展趋势
现状
目前,国内外对于MEMS加速度计接口ASIC芯片的研究主要集中在模拟电路校准、数字电路校准和 混合校准等方面。其中,混合校准方法是比较成熟和常用的方法,但仍然存在电路复杂、功耗大、体 积大等问题。
方法
本研究采用理论分析和实验验证相结 合的方法,首先建立数字闭环控制模 型和自校准模型,然后进行ASIC芯片 的设计和流片,最后进行实验验证和 性能测试。
02
MEMS加速度计基本原理
MEMS加速度计概述
MEMS加速度计是一 种基于微机械加工技 术制造而成的惯性传 感器
具有体积小、重量轻 、功耗低等优点
DSP系统的性能测试与评 估
06
结论与展望
研究成果总结
创新性
该研究提出了一种具有自校准功 能的数字闭环MEMS加速度计接 口ASIC芯片,具有创新性。
技术突破
该研究成功解决了MEMS加速度 计在信号传输过程中易受干扰的 问题,实现了高精度、低噪声的 数据传输。
应用广泛

高速铁路车辆闭环控制技术的研究

高速铁路车辆闭环控制技术的研究一、高速铁路车辆闭环控制技术概述高速铁路车辆闭环控制技术是确保列车运行安全、稳定和高效的重要技术手段。

随着高速铁路的快速发展,对列车控制系统的要求越来越高,闭环控制技术在其中扮演着至关重要的角色。

闭环控制系统通过实时监测列车的运行状态,根据反馈信息调整控制策略,以实现对列车速度、位置和加速度等参数的精确控制。

1.1 高速铁路车辆闭环控制技术的核心特性高速铁路车辆闭环控制技术的核心特性包括实时性、精确性和适应性。

实时性要求控制系统能够快速响应列车状态的变化,及时调整控制策略。

精确性则要求控制系统能够精确控制列车的运行参数,确保列车运行的稳定性和安全性。

适应性则是指控制系统能够根据不同的运行环境和条件,自动调整控制策略,以适应各种复杂的运行场景。

1.2 高速铁路车辆闭环控制技术的应用场景高速铁路车辆闭环控制技术的应用场景非常广泛,主要包括以下几个方面:- 列车运行控制:通过对列车速度、加速度等参数的精确控制,确保列车按照预定的运行计划安全、稳定地运行。

- 列车自动驾驶:利用闭环控制技术,实现列车的自动驾驶功能,减少人为操作的误差,提高列车运行的安全性和效率。

- 列车能量管理:通过对列车能量消耗的实时监控和优化控制,提高能源利用效率,降低运行成本。

- 列车故障诊断与预测:通过对列车运行状态的实时监测,及时发现潜在的故障和异常,进行故障诊断和预测,以预防故障的发生。

二、高速铁路车辆闭环控制技术的发展历程高速铁路车辆闭环控制技术的发展历程可以追溯到20世纪初,随着电子技术和计算机技术的发展,闭环控制技术逐渐应用于列车控制系统。

20世纪70年代,随着微电子技术和数字信号处理技术的进步,闭环控制技术开始在列车控制系统中得到广泛应用。

进入21世纪,随着信息技术和技术的发展,闭环控制技术在高速铁路车辆中的应用更加广泛和深入。

2.1 早期的闭环控制技术早期的闭环控制技术主要依赖于模拟电路和简单的控制算法,控制精度和响应速度有限。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档