静电悬浮转子微陀螺信号发生电路有源带通滤波器设计

信号发生电路是静电悬浮转子微陀螺系统的重要组成部分。介绍了DDS信号发生电路的原理及基本构成和微陀螺信号电容检测的要求、特点以及主要技术指标,并根据具体带宽、中心频率的要求,设计了具有不同参数的有源滤波电路。通过电路模拟仿真实验表明了该电路的可行性之后,在具体实验的操作过程中,成功滤去了DDS信号发生电路所产生的低频直流偏置和高频噪声,从而提高了电路的整体信噪比和控制精度,并为后续静电悬浮转子微陀螺检测控制电路提供了较为理想的信号源。     

基于频分复用的多路微电容检测技术

为使静电悬浮微电机的环形转子稳定悬浮在定子电极腔体的几何中心,需要采用差动电容式传感器检测转子沿五个自由度的运动,然后通过静电悬浮控制系统实现有源静电支承。根据频分复用原理,设计了一套可检测悬浮式转子五个自由度运动的微电容检测电路。采用多路高频正弦信号作为载波加载至与各自由度对应的控制/检测电极上,通过公共电极输出反映转子沿各自由度位移变化的调幅信号,然后经过交流放大、相敏解调、低通滤波后得到各自由度位移检测信号。文中介绍了微电容检测电路的组成及原理,分析了电路特性,给出了x轴检测电路的测试结果。实验表明,检测电路的灵敏度为23.3 V/pF,通频带为10.58 kHz,零位稳定性优于0.1 mV。     

磁悬浮转子微陀螺的电容检测系统分析和实现

介绍了一种新型磁悬浮转子微陀螺的电容检测方案,其特点是检测定子上径向分布的电容极板和悬浮转子形成差动电容的变化.检测电路为基于相关检测原理的交流电容电桥的方法.电路实现中采用积分电荷放大器作为前置级,对其输出和噪声进行了深入的分析.之后,前置级的输出信号经过低噪声放大器进行放大,再通过带通滤波以及相关解调等电路实现检测系统需要的输出幅值和信噪比.实验证明,实现的检测系统对角度输入有较好的线性响应,角度分辨率达到0.1°,即可检测到的电容变化约为1fF.     

一种永磁同步电机转子初始位置检测方法

电梯曳引机控制需要实时获取转子的机械角度,而常用的增量式编码器在首次清零信号到来前不能提供准确的转子位置信息,从而可能导致闭环控制失败;因此,转子的初始位置检测成为曳引机控制中必须解决的问题,传统的检测方法计算复杂,且定位过程中易造成转子堵转或摄动,不利于电梯系统的舒适性;为此,提出了一种利用正弦波增量式编码器的换向信号计算转子初始位置的方法,设计并实现了编码器换向信号的调理电路,研究了利用两路换向信号解算转子的初始位置信息的算法,并研发了相应的软件模块;实现了当转子保持静止时初始位置的高精度检测,满足电梯平稳启动的需求;实验结果表明,该方法不依赖电机的数学模型,运算量小,且具有较高的检测精度和通用性。     

四轴非正交位移传感器电路的设计分析

针对压控型八电极静电悬浮支承系统位移测量难的特点,设计了一种四轴非正交位移传感器电路。分析了四轴非正交位移传感器的测量原理,给出了保证转子地电位的方法,分析了位移测量的系统灵敏度,设计出位移传感器电路,并给出一种从支承高电压中分离位移信号的电路。实验证明:该位移传感器可以准确检测出转子的偏移,提高测量精度,达到了设计要求,为八电极静电悬浮系统的测量提供了可靠的保证。     

静电悬浮转子悬浮控制系统探析

为了实现静电转子的稳定悬浮,建立了针对于悬浮转子的静电支承模型。在模型的建立过程中,分析了静电力作用机理,给出了静电力计算公式。接着建立了以DSP TMS320F28335开发板为核心的悬浮控制辅助系统。设计了基于AD7656的16A/D转换电路和基于时间管理模块的DSP脉宽调制信号发生器。     

基于DSP的悬浮转子微陀螺数字幅度解调

在悬浮转子微陀螺中输出的角度检测信号为一经过幅度调制的调幅波形,为了使用数字信号处理器(DSP)读取调制波形中的低频有用信号,需要开发一种数字解调系统。介绍了一种能应用于悬浮转子微陀螺信号检测的基于DSP的数字滤波自相关算法及其实现,使用D/A和异步串行口将解调所得信号输出。使用经低频调制的20 kHz载波信号进行了实验。实验结果表明:该系统可响应的低频角度变化为25Hz,能够满足悬浮转子陀螺信号检测和后续控制的要求。     

静电悬浮转子微陀螺悬浮控制系统的研究

针对一种新颖的基于MEMS技术的静电悬浮转子微陀螺,提出了悬浮控制系统的原理和设计,并着重对z轴悬浮控制系统的设计进行了分析,建立了Z轴方向悬浮控制系统的数学模型,通过分析扰动力对转子位移的影响,得出PID(比例-积分-微分控制)参数决定动态刚度,通过仿真结果可以看出,采用反馈线性化可补偿系统的负刚度特性,结合变预载控制实现转子的快速准确定位,为后续的旋转和加矩控制提供良好的条件.     

由8098单片机实现的交-交变频器

本文论述了交-交变频器的工作原理,讨论了正弦波输出的交-交变频器触发角的控制方案.介绍了由两片8098单片机并行运行实现的交-交变频器控制系统中同步信号产生单元、触发控制单元及脉冲功放单元的设计,并针对零电流检测电路中存在的问题给出了其改进电路.     

使用集成运放LM324制作正弦波发生器

2006年北京市大学生电子设计大赛,要求使用集成运放LM324制作正弦波发生器,电路要求正弦波的频率较高(362Hz-102kHz),输出信号幅度可调,尽量使用单电源供电以及增加输出功率等。正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下,依靠电路自激振荡而产生正弦波输出的电路,实际应用中有很多种设计方法。但是,如何用价廉     

基于DSP的静电悬浮转子微陀螺测控系统

开发了一种基于数字信号处理器(DSP)的静电悬浮转子微陀螺的可视化闭环测控系统.该系统是在VC33DSP平台下,采用增量式PID算法控制器,对VC33DSP开发系统的外设A/D、D/A和PCI芯片进行编程应用.具体为使用VC++编写可视化界面,对PCI芯片编程实现DSP与PC之间通信,使用VC33DSP汇编语言编程实现数据的输入输出.经编程测试,增量式汇编函数能够有效运行,为静电悬浮转子微陀螺的悬浮、旋转等检测控制实现奠定了一定的基础.     

电磁悬浮转子微陀螺悬浮稳定性分析

电磁悬浮转子微陀螺(MGELR)是一种新型的角速率传感器,它和传统机械陀螺具有相同的工作机理.MGELR有望成为具有高精度的微陀螺.对于MGELR来说,转子的稳定悬浮是极为重要的.文中对微转子的稳定悬浮进行了全面的研究.详细分析并给出线圈、转子直径、电流幅值、悬浮高度等因素对微转子悬浮稳定性的影响.文中提出边界效应理论来解释微转子偏心所带来的侧向力.试验结果进一步论证了分析的正确性.文章最后得出稳定悬浮所应满足的条件.文章的研究内容为MGELR的结构设计提供理论基础.     

磁悬浮转子微陀螺及其悬浮力与稳定性的分析

磁悬浮转子微陀螺是一种集经典陀螺的工作原理与易实现微加工批量生产的特点于一体,可望得到高准确度的微陀螺。它是基于电磁场原理得以悬浮、旋转以及稳定;以ANSYS5.6有限元分析软件包为工具分析了悬浮线圈中的电流幅值和线圈宽度对悬浮力的影响规律;分析了磁悬浮转子微陀螺的运行稳定性,验证了稳定线圈能使微转子稳定运行,从而磁悬浮转子微陀螺的设计得以论证。进行的数值计算为优化微陀螺的结构设计提供依据。     

脉搏波分析用多路正弦恒流源设计

介绍了一种用于脉搏波分析的多路正弦恒流源系统设计方案。该系统主要由PC机用户接口程序、单片机控制电路、DDS正弦波生成电路、滤波器、数字幅度控制电路以及电压-电流转换电路组成。PC机用户程序通过RS232接口与总控AVR单片机通信;总控AVR单片机通过TWI(Two Wire Interface)总线与下位单片机通信。该系统实现了多路正弦恒流源的生成与控制。     

CORDIC算法在永磁同步电机的位置处理上的应用

在永磁同步电机的变频调速系统中,电机转子位置的检测和处理准确与否直接影响整个控制系统的精度。提出一种基于FPGA的电机转子位置定位和处理方法,通过检测复合式增量编码器的A、B、Z、U、V、W 6路信号,经过四倍频及判向电路、位置检测及变换、CORDIC处理器,可精确得到当前电机转子角度位置的正余弦值。实验证明:位置检测与处理模块可以准确地检测到实时转子的位置,误差只有0.144°;快速准确处理电机转子的角度值;在硬件平台上实现了算法,效率高、效果好、硬件资源消耗少,为矢量控制的坐标变换模块提供精确的输入,提升了整个伺服系统的性能。     

基于风洞的电容式加速度计检测电路设计

针对风洞试验中的振动,设计了变面积式电容式加速度传感器,阐述了弱信号检测系统并着重介绍了几个重要的模块电路即交流激励信号源电路、电容电压电路、滤波电路、并利用电子自动化检测仿真软件multisim对设计的主要模块电路分别进行了仿真分析。仿真结果表明设计的电路能完成微弱电容信号的检测。同时,为了提高电路性能,对弱信号检测电路中的杂散电容干扰进行了分析研究,并设计了电路对噪声进行了抑制。     

DDS技术在正弦信号发生器中的应用

信号发生器在自动化测量等领域发挥着越来越重要的作用,直接数字合成(DDS)技术可以方便地对信号频率进行控制从而直接合成所需波形;该系统主控芯片采用Cygnal公司的高性能单片机C8051F040,实现整个电路的控制,正弦波的发生采用专用DDS芯片AD9850,可与单片机通过简单的并行或串行通信,完成外部输入频率数据与芯片内部频率相位控制字间的转换;考虑到通用性,信号发生器以高速单片机为核心,利用DDS芯片和FPGA,在产生常规正弦波的基础上,还可以对信号进行频率调制和幅度调制;同时还能产生二进制PSK、ASK信号。