MEMS环形陀螺仪带宽拓展控制器设计

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作者 崔让 魏雯强 +2 位作者 蔡麒 刘宇鹏 曹慧亮 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期45-54,共10页

设计一种基于零极点补偿的比例积分控制器,用于MEMS环形振动陀螺的检测模态闭环回路控制。文章分别分析了环形陀螺仪机械灵敏度、带宽与陀螺仪模态之间谐振频率差值、品质因数的关系,并通过伯德图分析了零极点与陀螺带宽的关系。设计了... 设计一种基于零极点补偿的比例积分控制器,用于MEMS环形振动陀螺的检测模态闭环回路控制。文章分别分析了环形陀螺仪机械灵敏度、带宽与陀螺仪模态之间谐振频率差值、品质因数的关系,并通过伯德图分析了零极点与陀螺带宽的关系。设计了基于零极点补偿的比例积分控制器(PZ-PIC),通过在检测闭环回路中使用该控制器,可以拓展陀螺仪的带宽,解决环形陀螺仪机械带宽与机械灵敏度相互矛盾的问题。提出的新型控制器具有参数少,参数确定简单等优点,适用于MEMS陀螺仪的批量化生产。经过实验验证,3只陀螺仪样机带宽均得到有效拓展,拓展后带宽超过90 Hz。 展开更多

关键词 MEMS环形陀螺仪 振动陀螺仪 带宽拓展 检测模态闭环控制

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负载口独立控制负载敏感系统模式切换特性 被引量：13

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作者 徐兵 曾定荣 +1 位作者 葛耀峥 刘英杰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期858-863,共6页

传统负载敏感系统在多执行器复合运动而执行器负载差别较大时系统效率低,为改善系统效率,研究新型负载口独立控制负载敏感系统模式切换控制器的设计方法.通过理论推导对比承受轻、重负载执行器支路在不同工作模式下的能耗特性,以减少系... 传统负载敏感系统在多执行器复合运动而执行器负载差别较大时系统效率低,为改善系统效率,研究新型负载口独立控制负载敏感系统模式切换控制器的设计方法.通过理论推导对比承受轻、重负载执行器支路在不同工作模式下的能耗特性,以减少系统能耗为准则得出不同支路的工作模式选择标准及模式切换的控制方法,并通过实验方式验证所提出的模式切换方法的有效性.模式切换控制实验中执行器速度控制平稳,背腔压力波动小而且维持在低压值,改善了系统的节能性能.研究结果表明,模式切换方法切实可行,负载口独立负载敏感系统在保证系统速度控制特性的前提下,能够进一步提高系统的节能性能. 展开更多

关键词 负载口独立控制 负载敏感 模式切换 速度控制 节能

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一种基于局部感知的多机器人动态跟随方法 被引量：10

3

作者 杨丽 曹志强 +2 位作者 张文文 周超 谭民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期101-106,共6页

主要研究了未知环境中的多机器人系统的无碰协调跟随问题,提出了一种跟随机器人的基于局部感知的多模式控制方法,分为到达、旋转角度调整、跟随、避障和随机搜索五种模式,其中跟随模式采用模糊距离调整与角度调整策略实现对领航机器人... 主要研究了未知环境中的多机器人系统的无碰协调跟随问题,提出了一种跟随机器人的基于局部感知的多模式控制方法,分为到达、旋转角度调整、跟随、避障和随机搜索五种模式,其中跟随模式采用模糊距离调整与角度调整策略实现对领航机器人的跟随并尽量与之保持一定的距离,当需要避障时,切线约束的避障策略使得自主机器人安全躲避潜在的危险.该方法降低了多机器人系统对通讯的依赖性,易于扩展,通过实验对有效性进行了验证. 展开更多

关键词 多机器人 动态跟随 局部感知 多模式控制

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基于泵阀联合控制的负载口独立系统试验研究 被引量：34

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作者 徐兵 丁孺琦 张军辉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期93-101,共9页

为了解决工程机械液压系统能耗高、效率低的问题,提出负载口独立节能系统的泵阀联合控制策略.系统每个执行器由2个比例方向阀分别控制进出口,多个执行器共用一个电比例变量泵.同时考虑变量泵与比例方向阀,设计2层结构的控制器实现该系... 为了解决工程机械液压系统能耗高、效率低的问题,提出负载口独立节能系统的泵阀联合控制策略.系统每个执行器由2个比例方向阀分别控制进出口,多个执行器共用一个电比例变量泵.同时考虑变量泵与比例方向阀,设计2层结构的控制器实现该系统的运动控制及节能控制.上层控制器通过负载与指令速度选择合适的工作模式;下层控制器根据选择的工作模式,采用计算流量反馈的速度控制和压力反馈的背腔压力控制调节进出口比例阀阀口开度,利用变压力裕度的电液负载敏感方法控制变量泵的排量.为了验证提出的控制器的有效性,在2t小型挖掘机上,针对挖掘机动臂和斗杆的运动进行试验.试验结果表明,根据不同的工况,动臂和斗杆执行器可以选用相应的工作模式,在满足控制要求的情况下尽可能降低系统能耗;变压力裕度的排量控制器可以根据指令速度改变系统压力裕度,降低传统负载敏感系统压力裕度过大导致的能耗. 展开更多

关键词 负载口独立系统 比例方向阀 模式选择 速度与压力控制 电液负载敏感

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敏捷遥感卫星工作模式研究 被引量：58

5

作者 张新伟 戴君 刘付强 《航天器工程》 2011年第4期32-38,共7页

综述了国外商业遥感卫星发展情况,归纳总结了高分辨率商业卫星的主要技术指标和特点。在充分调研国外敏捷遥感卫星的基础上,从成像目标需求、分辨率与幅宽关系、立体成像三方面总结出此类卫星的技术特点,阐述了发展敏捷遥感卫星的重要... 综述了国外商业遥感卫星发展情况,归纳总结了高分辨率商业卫星的主要技术指标和特点。在充分调研国外敏捷遥感卫星的基础上,从成像目标需求、分辨率与幅宽关系、立体成像三方面总结出此类卫星的技术特点,阐述了发展敏捷遥感卫星的重要意义和作用,并深入分析了实现姿态敏捷控制的技术途径。利用姿态的敏捷控制能力,研究提出了多点目标成像、立体成像、宽幅拼接成像、动态扫描成像等4种典型工作模式,完成了敏捷卫星主要工作模式的分析与设计,并基于此工作模式要求,提出了敏捷卫星工程实现的技术途径。 展开更多

关键词 遥感卫星 姿态敏捷控制 工作模式 立体观测 拼接成像

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一种新的电流模式升压开关电源中的电流检测电路 被引量：3

6

作者 倪菱湖 张晓明 解光军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1275-1278,共4页

电流检测电路是功率集成电路中重要的功能模块。一方面它可以大大提高整个系统环路的稳定性,另外一方面也可以避免功率管被大电流烧毁。目前已有多种拓扑结构的电流检测技术,通常采用的方法是在所要检测电流支路上加入一个小电阻,通过... 电流检测电路是功率集成电路中重要的功能模块。一方面它可以大大提高整个系统环路的稳定性,另外一方面也可以避免功率管被大电流烧毁。目前已有多种拓扑结构的电流检测技术,通常采用的方法是在所要检测电流支路上加入一个小电阻,通过采样电阻上的压降来反映支路上的电流,或是利用MOS管的漏源电压的变化来采样流过该管的电流。前者将增加一个额外的功率损耗,而后者由于温度等变化导致电流检测精度的降低。文章设计了一种新型低功耗的高精度电流检测电路,采用2个MOS管串联的形式作为检测拓扑,利用三极管高增益的特性,克服了传统电流检测技术中增加额外功耗和精度较低的缺点,并通过电路的优化设计,降低了温度、电源电压和偏置电流对电流检测结果的影响。 展开更多

关键词 DC-DC升压变换器 电流控制模式 电流检测

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面向非沿迹成像的姿态跟踪扩展观测器滑模控制 被引量：4

7

作者 叶东 屠园园 孙兆伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期720-728,共9页

针对地面兴趣点不沿星下点轨迹的动态非沿轨迹成像问题,设计一种结合扩展状态观测器的非奇异快速终端滑模控制器。首先根据非沿轨迹成像模型的需求推导卫星姿态参考轨迹。其次,根据由误差四元数描述的跟踪误差运动模型设计了非奇异快速... 针对地面兴趣点不沿星下点轨迹的动态非沿轨迹成像问题,设计一种结合扩展状态观测器的非奇异快速终端滑模控制器。首先根据非沿轨迹成像模型的需求推导卫星姿态参考轨迹。其次,根据由误差四元数描述的跟踪误差运动模型设计了非奇异快速终端滑模控制律。考虑到干扰抑制,引入了扩展状态观测器来观测系统的总扰动,从而降低滑模控制律中的切换增益,削弱系统抖振。然后再用模糊自适应系统对切换项进行在线逼近,柔化控制信号,进一步减振。最后,对具有干扰和参数不确定的姿态控制系统进行了数值仿真,结果表明该方法收敛速度快,控制精度高。 展开更多

关键词 遥感成像 姿态跟踪 滑模控制 模糊自适应 扩展状态观测器

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微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制 被引量：1

8

作者 刘益芳 王凌云 +1 位作者 孙道恒 吴德志 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2214-2221,共8页

为了将微隧穿式陀螺仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1nm和0.1nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上... 为了将微隧穿式陀螺仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1nm和0.1nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上,建立了MTG检测模态的线性化模型,并将哥氏加速度和电子隧道1/f噪声分别当作主要的过程噪声和输出噪声,设计了由最优状态估计器和线性二次(LQ)状态调节器组成的LQG控制器。搭建了仿真系统和实际的LQG控制电路并进行动态测试。仿真结果显示,LQG控制在将系统的信噪比提高24dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-4 nm。实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4nA,LQG反馈控制系统在动态加速度信号的激励下可维持恒定隧道间隙为1nm。 展开更多

关键词 隧道检测 陀螺仪 检测模态 线性二次高斯控制

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少模光纤倾斜光栅制备及扭转传感研究 被引量：1

9

作者 余海湖 刘芳 +2 位作者 高文静 王鑫 郑羽 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期101-108,共8页

设计了一种基于少模光纤倾斜布拉格光栅的反射型扭转传感器,小角度倾斜光栅中的纤芯基模与二阶模在光栅处发生互耦,通过测量该过程形成的反射峰强度变化实现扭转测量。分析了光栅倾斜角度对模式耦合效率的影响,采用相位掩模板法在线刻... 设计了一种基于少模光纤倾斜布拉格光栅的反射型扭转传感器,小角度倾斜光栅中的纤芯基模与二阶模在光栅处发生互耦,通过测量该过程形成的反射峰强度变化实现扭转测量。分析了光栅倾斜角度对模式耦合效率的影响,采用相位掩模板法在线刻写光栅技术,在少模光纤上刻写了不同的小角度倾斜光栅;在此基础上选择倾斜角度为1°的光栅进行了单点、双点扭转传感实验,实验表明其反射光谱中基模与二阶模的互耦合峰(LP-LP)对光纤扭转敏感,可以实现对扭转角度大小的测量。在-50°~-150°逆时针扭转过程中,扭转灵敏度为0.52 dB/(rad·m),而在40°~190°顺时针扭转的角度范围内,扭转灵敏度为0.34 dB/(rad·m)。这种传感器具有在单根光纤上实现多点扭转传感的潜力,在多点扭转监测方面具有应用前景。 展开更多

关键词 少模光纤 倾斜光栅 扭转传感 谱型调控

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基于自抗扰技术的扫描机构控制 被引量：2

10

作者 董杰 迟冬南 +2 位作者 徐丽娜 张冬 朱军 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第4期29-38,共10页

针对空间扫描机构在多工作模式下高精度控制的问题,文章提出了采用自抗扰技术设计非线性比例、积分和微分(ProportionalIntegralDerivative,PID)控制器的方法。根据扫描型光学遥感器任务要求,扫描运动机构的工作模式为扫描范围和扫描速... 针对空间扫描机构在多工作模式下高精度控制的问题,文章提出了采用自抗扰技术设计非线性比例、积分和微分(ProportionalIntegralDerivative,PID)控制器的方法。根据扫描型光学遥感器任务要求,扫描运动机构的工作模式为扫描范围和扫描速度多种组合,即多档扫描范围及同一扫描范围内两档扫描速度。由于扫描机构运动控制精度要求高,采用一组控制参数无法实现多模式下的高精度运动控制,经过对扫描机构链路分析,认为摩擦力矩在不同工作模式下的非线性程度会对控制系统造成影响。因此,文章引入摩擦力矩模型对控制系统进行补偿,采用自抗扰技术设计非线性PID控制器,实现不同工作模式下扫描系统的精确控制。通过算法和多模式扫描运动系统仿真实验验证,说明了该方法能够有效补偿摩擦力矩引入的扫描系统非线性影响,进而保证多模式下的扫描高精度运动控制精度。 展开更多

关键词 多模式扫描机构 摩擦力矩补偿 自抗扰技术 非线性比例、积分和微分控制 航天光学遥感器

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同轴并联混合动力装载机控制策略的研究 被引量：9

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作者 邹乃威 章二平 +2 位作者 于秀敏 戴群亮 李开亮 《中国工程机械学报》 2012年第2期132-138,共7页

装载机输出功率呈明显的周期性急剧波动且能耗率较高,非常适合发展混合动力技术,与汽车相似,混合动力装载机也有多种结构形式,详细探讨了同轴并联混合动力装载机的控制策略.同轴并联混合动力装载机的载荷感知问题是控制策略的关键,比较... 装载机输出功率呈明显的周期性急剧波动且能耗率较高,非常适合发展混合动力技术,与汽车相似,混合动力装载机也有多种结构形式,详细探讨了同轴并联混合动力装载机的控制策略.同轴并联混合动力装载机的载荷感知问题是控制策略的关键,比较了油门踏板载荷感知方案、变矩器转速比载荷感知方案和需求转矩在线估计方案,最终采用需求转矩在线估计方案感知装载机载荷,并按照该载荷感知方案制定了控制策略.利用Cruise软件搭建同轴并联混合动力装载机仿真平台,在MATLAB/Simulink环境下搭建控制策略模型,通过联合仿真验证了该控制策略的有效性,并获得了约11%的节油效果. 展开更多

关键词 混合动力装载机 控制策略 载荷感知 工作模式 仿真

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基于声辐射模态的振动体积速度测量

12

作者 吴锦武 王云 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期309-313,共5页

在低频时,控制振动结构体积速度可以有效控制总声功率。体积速度与第一阶声辐射模态伴随系数近似成正比。通过在振动平板上测量少数点振动速度分布,求解得振动结构第一阶声辐射模态伴随系数近似值,从而获得体积速度,这就形成了一种基于... 在低频时,控制振动结构体积速度可以有效控制总声功率。体积速度与第一阶声辐射模态伴随系数近似成正比。通过在振动平板上测量少数点振动速度分布,求解得振动结构第一阶声辐射模态伴随系数近似值,从而获得体积速度,这就形成了一种基于声辐射模态的速度误差传感策略。增加测量点数,并不影响控制器的输入,控制系统实时性能够得到保证,重要的是这种误差传感策略适用任意边界条件的振动结构。以工程常见的四边位移为0的振动板为例,数值计算和实验结果分析表明,利用这种误差传感策略获取体积速度是可行的。 展开更多

关键词 噪声控制 误差传感器策略 声辐射模态

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全液压挖掘机分工况转速感应控制

13

作者 刘顺安 王辉 游善兰 《中国工程机械学报》 2004年第2期176-179,共4页

为使挖掘机适应不同作业和使用工况,满足各种工程需要,提出了对挖掘机进行分工况转速感应控制.用传递函数分析法研究系统稳定性,用状态空间法建立动态仿真的数学模型进行计算机仿真.结果表明本控制系统可以实现多挡可选的动力模式,每挡... 为使挖掘机适应不同作业和使用工况,满足各种工程需要,提出了对挖掘机进行分工况转速感应控制.用传递函数分析法研究系统稳定性,用状态空间法建立动态仿真的数学模型进行计算机仿真.结果表明本控制系统可以实现多挡可选的动力模式,每挡功率下可以实现发动机的转速感应控制. 展开更多

关键词 挖掘机 分工况 转速感应控制 仿真

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高速低功耗电流型灵敏放大器的设计 被引量：2

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作者 朱婷 夏建新 蒋见花 《现代电子技术》 2011年第2期157-160,共4页

提出了一款适合在低电压、大容量SRAM中应用的高速低功耗电流型灵敏放大器。该电路在交叉耦合反相器之间添加了一对隔离管,有效消除了大量位线寄生电容所带来的负面影响,从而极大提高了灵敏放大器的速度。同时,通过对时序控制电路的优化... 提出了一款适合在低电压、大容量SRAM中应用的高速低功耗电流型灵敏放大器。该电路在交叉耦合反相器之间添加了一对隔离管,有效消除了大量位线寄生电容所带来的负面影响,从而极大提高了灵敏放大器的速度。同时,通过对时序控制电路的优化,有效降低了放大器的功耗。采用SMIC 0.13μm数字工艺在HSpice下进行仿真,结果表明:在室温,1.2 V工作电压下,灵敏放大器的放大延迟仅为0.344 ns,功耗为102μW。相比文献中提出的电流型灵敏放大器,速度分别提高了9.47%和31.2%,功耗则降低了64.8%与63%。 展开更多

关键词 电流型灵敏放大器 交叉耦合反相器 隔离管 时序控制电路

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ASAC系统中少测点条件下的近场声压误差传感策略

15

作者 苏常伟 朱海潮 +1 位作者 毛荣富 苏俊博 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第4期1-6,共6页

根据有源控制策略设计简洁、有效的误差传感非常关键。针对基于声压声辐射模态的有源控制策略,具体设计与之对应的少测点条件下近场声压误差传感策略。首先,通过分析声压声辐射模态的空间滤波特性,证明基于声压声辐射模态的有源控制策... 根据有源控制策略设计简洁、有效的误差传感非常关键。针对基于声压声辐射模态的有源控制策略,具体设计与之对应的少测点条件下近场声压误差传感策略。首先,通过分析声压声辐射模态的空间滤波特性,证明基于声压声辐射模态的有源控制策略可行;然后,利用近场测量面上有限个测点的声压分布,通过求解模态展开所构成的欠定方程组的最小模最小二乘解,获取前K阶声压声辐射模态伴随系数的近似值,从而形成与基于声压声辐射模态的有源控制策略相对应的近场声压误差传感策略;最后,以置于无限大障板上的钢质简支薄板为例,进行数值仿真分析。结果表明设计的误差传感策略可行,所获得的前K阶声压声辐射模态伴随系数具有较高的精度。 展开更多

关键词 声学 误差传感 近场声压 声压声辐射模态 有源结构声控制 少测点

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