石英挠性加速度计数字再平衡回路设计

针对传统石英挠性加速度计模拟再平衡回路的不足,研究设计了一种加速度计数字再平衡回路.通过系统参数辨识的方法,获得加速度计表头的数学模型;采用增量式PID控制算法,设计加速度计闭环系统;在硬件结构上选用浮点型DSP作为控制单元,采用外扩式AD/DA模块,提高转换精度.实验结果表明:加速度计系统带宽为190 Hz,响应时间为1.6ms,稳态误差为0.所设计的数字再平衡回路有效改善了系统动静态特性,提高了输出精度.     

一种关于挠性加速度计温度控制系统设计方法

为了提高石英挠性加速度计的零偏稳定性指标,确保惯性导航系统定位定向精度,需要石英挠性加速度计长期工作在稳定的环境温度范围内,相应的温度控制系统设计技术尤为关键;针对某高精度惯性导航系统对温度控制精度指标的实际需求,首先设计了以DSP为核心控制器的温度控制硬件电路;同时以加速度计组件为控制对象,建立温控模型,采用PWM波控制策略及增量式PID控制算法,利用MATLAB仿真工具获得较优的控制参数;在DSP中开发了温度控制程序,并进行参数整定、指标测试,最终使加速度计工作环境温度稳定在55±0.2 ℃范围内;通过实际应用验证表明,该方法针对石英挠性加速度计工程应用特点,实现的温度控制精度高,稳定性好,能够为惯性导航系统的高精度使用奠定基础。     

三轴一体石英挠性加速度计标定数学建模与误差分析

为了提高加速度计标定精度,针对三轴一体石英挠性加速度计确定性误差特性和工程安装特点,基于笛卡尔空间坐标系之间的转换,推导加速度计坐标系与载体坐标系之间的转换矩阵,建立三种石英挠性加速度计线性标定数学模型.仿真和导航实验结果表明:三轴一体石英挠性加速度计标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差,且姿态误差和位置误差包含常值分量;所有误差均包含舒勒周期振荡和傅科周期振荡,傅科周期振荡调节舒勒周期振荡.     

基于电容桥的差动电容检测方法

数字闭环石英挠性加速度计系统主要由石英挠性加速度计表头和数字检测电路组成,其极限精度取决于差动电容检测电路的灵敏度。针对数字闭环石英挠性加速度计前端差动电容检测的需求,给出了一种基于电容桥的差动电容检测方法。利用数字电路产生高频方波进行单载波调制,同时利用交流电容桥结构对载波信号进行处理,并设计后续的差分放大电路对载波信号进一步处理最终实现对微弱差动电容变化的检测。经过实验验证,检测电路对电容的检测最终实现最小分辨率约为1. 8 f F(对应加速度变化1μgn)。     

石英挠性加速度计在线测试与分析系统

石英挠性加速度计评价指标主要由零偏和标度因数组成。长期监测石英挠性加速度计的输出特性,能有效地分析其性能退化过程。针对石英挠性加速度计实时性能评测、参数建模等需求,设计了一种基于无线传感器网络的无线采集与实时分析处理系统。系统以CC2530为核心,设计了无线传感器节点,采用Z-stack构建无线自组织网络;采用Mesh拓扑结构,集成以24位AD7734芯片为核心的模数转换电路,实现了石英挠性加速度计信号的高精度模数转换与无线传输。设计了可视化上位机终端控制台,实现了测控网络节点管理、远程控制、数据实时分析及加速度的零偏和标度因数的在线计算。设计了节点唯一标志,实现了网络数据的快速分类和管理。系统可容纳节点个数大于40,节点采样误差为0.033 9 m V,实现了加速度计的长期自动化数据采集。     

数字闭环石英挠性加速度计量化误差分析与实验研究

数字闭环方案可以减小模拟伺服方案中A／D转换环节所引入的精度损失,而量化误差是影响数字闭环石英挠性加速度计系统精度的重要因素之一。介绍了数字闭环石英挠性加速度计检测系统的工作原理,讨论了AD,DA位数的选择依据,基于现有硬件检测电路,软件上采取AD,DA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AD,DA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。     

基于动态矩阵和单神经元PID的浆浓度控制

针对配浆浓度控制过程存在的滞后、大干扰等问题,提出一种基于动态矩阵预测的单神经元PID配浆浓度控制算法.该算法采用双闭环控制,外环利用动态矩阵预测模块,预测未来若干采样时刻的浓度变化量,弥补系统滞后:内环根据预测的浓度变化,采用单神经元PID模块调节稀释水浓度,抑制系统干扰.实际应用效果证明该算法的有效性.     

数字闭环石英挠性加速度计表头离散化研究

数字闭环加速度计可以解决传统模拟加速度计在输出电流到数字量(I/D)转换中带来的精度损失问题,而为实现数字闭环需将加速度计表头进行离散化.针对这一问题提出了一种表头离散化方法,将石英摆片、采样开关与零阶保持器整体离散化.建立数字闭环系统离散域数学模型,基于此模型进行仿真研究,仿真表明:此离散化方法可行,系统阶跃响应超调在10％左右,闭环带宽达到300 Hz以上.将其应用在数字闭环加速度计的实验系统,验证了仿真结果,为数字闭环加速度计的深入研究提供必要的理论指导和实验基础.     

石英挠性加速度计的误差补偿模型的研究

为了确保捷联惯导系统中加速度计的性能,研究了CHJN-2A石英挠性加速度计的静态输出特性.通过大量的重复性静态实验测试,分析了石英挠性加速度计的误差来源,并建立了影响导航系统定位精度的主要误差补偿的数学模型.结果表明,CHJN-2A石英挠性加速度计的输出特性具有较好的重复性,可以通过软件进行补偿提高它的精度.     

基于粒子群算法的无线充PID控制器优化设计

对于谐振式无线充电系统,由于负载和线圈耦合变化等扰动影响,供电池负载充电的电流若只进行开环控制易产生扰动,故在前向通道中加入经典PID控制器,对系统进行实时有效的闭环控制。针对经典PID控制器的参数无法自适应整定的问题,提出了利用粒子群算法（PSO）自整定设计无线充电PID控制器参数的方法,并进行仿真分析和实验验证,结果表明：引入粒子群算法后的PID控制器快速性和稳定性都优于经典PID控制器,调节时间减少0.647s,最大超调量下降了4,1%,稳态误差误差下降了1.04%,证明了该方法对于改善无线充电系统输出动静态特性的可行性和有效性。     

基于数字PID算法的台达运动控制器在音叉多线切割机上的应用

在连续一时间控制系统中,PID控制器在各类自动化系统中应用得非常广泛。其设计技术成熟,长期以来形成了典型的结构,参数整定方便,结构变化灵活,能满足一般的控制要求。数字PID控制比连续PID控制更为优越,因为计算机程序的灵活性,很容易克服连续PID控制中存在的问题,经修正可得到更为完善的数字PID算法。     

多点电喷气体发动机空燃比闭环控制系统设计

空燃比控制是发动机性能实现中最重要的控制之一。基于玉柴某大型六缸单点气体发动机改多点电喷的基础上进行研究,在开放式ECU基础上针对燃气发动机瞬态变化过程中的反馈时间延迟,构建了一种基于前馈PID算法的空燃比闭环控制策略,用来预判和补偿空燃比超调和反馈时间延迟;解决了发动机瞬变工况下空气与燃气的精确匹配问题。通过对台架模型和发动机试验的数据分析,结果表明基于前馈PID控制算法的空燃比闭环控制策略能够进一步提高燃气发动机的排放效率和动力性。     

智轨电车全轴导向系统的位置伺服控制方法研究

针对智轨电车全轴转向冗余控制需求,文章提出一种基于油缸位置的闭环控制策略。首先建立了车桥转向机构的运动学数学模型,通过Newton-Raphson方法求得其运动学正解,并通过Matlab建模及ADAMS仿真验证了所建模型的正确性;通过采集方向盘控制的驾驶轴油缸位移信息来获取驾驶轴的转向角度,以此作为整车转向控制算法的输入,从而计算得出其他转向轴的目标转向角度,并通过数字PID完成闭环控制。多轴转向系统PID闭环控制试验及整车测试结果验证了该控制方法的有效性。     

微加速度测量系统设计

为实现高精度微小加速度测量,提出了一种基于石英挠性加速度计的高精度微加速度测量系统。通过磁屏蔽结构和多级精密温控有效地提高了加速度计的测量精度,并针对加速度计信号采集设计了高精度电流测量电路。实验结果表明:该系统具有测量精度高、量程宽、实时性好等优点,满足高精度微小加速度测量要求。     

柴油机的模糊PID调速控制策略研究

研究了一种基于模糊PID算法的柴油机调速控制策略。提出了一种模糊控制改进算法,对电子调速器PID参数按调速系统过渡过程进行在线实时模糊自整定。Matlab/Simulink仿真结果表明,该系统超调量控制效果明显得到改善,动、静态控制效果要好于常规PID控制,具有控制灵活、响应速度快和适应性强等优点。     

基于DSP转台伺服系统设计与实现

速度和位置检测一直是转台伺服系统的重点,本文基于DSP更适合数字化测速的特点,针对转台伺服系统中存在的抖动干扰问题,提出了一种新颖的基于转台伺服系统位置测量的数字测速方法,进行了实际应用,并给出了具体的软、硬件实现方法,采用了采用模糊参数自整定PID控制策略,同时又解决了噪声抑制问题。试验证明此方法提高了测速精度,适用于需要高精度速度检测及位置闭环的场合。     

连续搅拌反应釜过程的闭环增益成形PID控制器设计

针对连续搅拌反应釜（CSTR）系统控制问题,设计了一种基于闭环增益成形算法的PID控制器,以提高PID控制器设计的简洁性和鲁棒性。首先假设期望闭环回路传递函数有一阶形式,同时将受控对象的一阶传递函数和PID控制器构成实际闭环回路传递函数。然后,比较期望闭环回路传递函数和实际闭环回路传递函数,即可确定PID参数。最后,以某CSTR系统为例,利用该方法设计了PID控制器,并通过仿真结果比较,检验了该方法所得PID控制器的良好鲁棒稳定性和动态品质。     

空间应用流体回路旁路控制算法仿真研究

针对复杂流体回路流量控制问题,设计了一种适应多种工况的改进型模糊PID控制器。应用集总参数法,使用液阻系数和热交换分别推导了空间应用流体回路流量和温度变化模型,同时建立了回路中离心泵、步进电动阀、液液热交换器等重要组件的数学模型。以此仿真模型为基础,基于模糊控制理论设计了一种结合阀门状态信号的改进型自整定模糊PID控制器,解决下游负载变化对主路影响的问题。文中对包括改进型模糊PID在内的4种控制算法效果进行了对比。仿真结果表明,改进型自整定控制方法控制效果最好,具有良好的非线性适应性,相比传统PID减少了实验柜阀门关闭前后50%超调量和75%响应时间。     

模糊PID控制算法在窗帘控制中的应用

针对目前电动窗帘控制系统中控制精度不足、系统误差不稳定等普遍存在的问题,提出了一种基于模糊自整定PID控制[1]的算法并将其应用于系统控制中.系统以芯片CC2530为通信及控制核心,内嵌模糊PID控制算法,使窗帘能够准确快速地响应用户需求,完成对窗帘的命令控制及手动智能控制,并达到用户期望的开合目标.经系统仿真试验,系统可达无超调输出,且调节时间为0.18s,稳态误差约为0.15%,均小于常规PID控制.具有一定的实用和理论研究参考价值.     

网络控制系统的自整定PID 控制器设计

结合广义预测控制（GPC）方法和PID反馈结构,设计了一种具有预测功能的PID控制器,PID参数根据未来时刻的预计输出误差进行整定.控制器导出多步控制序列,置于执行器端的延迟补偿器根据网络时延从控制序列中选择控制信息并作用于控制对象,从而对时延进行补偿,使控制性能得到极大改善.控制器结合了PID控制和预测控制的优点,具有较强的鲁棒性和工程意义.最后通过构造Lyapunov函数对闭环系统的稳定性进行了分析,并通过仿真验证了该算法的有效性.