微机械陀螺的建模与仿真

为了降低微机械陀螺系统的噪声和提高系统分辨率,依据电磁驱动电容检测式微机械陀螺的运动方程和接口电路的传递函数在Simulink仿真平台上建立了系统级仿真模型.模型中加入了传感器的机械热噪声、电路的电热噪声以及传感器内部的耦合效应等.模型不仅能够实现陀螺系统的功能性仿真,还能对各部分噪声源对系统性能的影响进行量化,获得不同耦合情况下的系统主要噪声源.系统噪声仿真结果表明,当陀螺器件内部耦合效应较小时,电容电压（CV）变换电路单元为主要噪声源;当陀螺器件内部耦合效应较大时, 陀螺自激端输出信号的带通滤波放大电路单元为主要噪声源,并通过实验测试使仿真结果得到了验证.     

四阶Sigma-Delta微加速度计系统设计与分析

为了降低Sigma-Delta（ΣΔ）微机械加速度计量化噪声,提高系统分辨率,完成了一种单环四阶ΣΔ微加速度计的分析与设计,建立了系统的线性模型,并在此基础上,采用根轨迹法分析了系统稳定性.理论分析表明所建立的四阶ΣΔ微加速度计系统在噪声特性、死区、空闲音方面都具有优良的特性.在系统级的分析与讨论基础上,实现了传感器接...     

相关双采样技术在室温热成像探测器中的应用

提高测辐射热计热成像探测器性能的主要目标是提高探测器输出信号的信噪比.本文讨论了测辐射热计热成像探测器的主要噪声源,指出噪声主要来自探测器材料及读出电路两大部分,而两者的主要噪声形式均为Johnson噪声、1/f噪声和热起伏噪声,对于读出电路,开关热噪声是另外一个随机噪声源.从读出电路的角度出发讨论了提高探测器信噪比的途径,降低以1/f噪声为主的固定模式噪声是提高探测器信噪比的有效手段.在采用相关双采样技术后,可以显著降低探测器在500 Hz以下频率范围内的固定模式噪声.     

微机械加速度计内部噪声影响的对比分析

以一种新型的梳状栅电容结构微机械加速度计为研究对象,对比分析机械热噪声和量子噪声对其检测精度的影响。研究结果表明,当微机械加速度传感器的结构尺寸接近纳米尺度时,在一定的温度条件下,量子噪声取代了机械热噪声成为影响加速度传感器自身噪声性能的主要因素,且量子噪声等效加速度大于机械热噪声等效加速度的温度临界点随着器件结构尺寸的减小而增大。     

低抖动锁相环对微加速度计时钟性能的改善

通过对微加速度计时钟电路的研究,并和传统RC振荡器进行比较,提出了一种用于微加速度计的低频率抖动(Low-Jitter)的电荷泵锁相环电路.该电路包括无死区的鉴频鉴相器(PFD)、低通滤波器(LPF)、电荷泵(CP)、压控振荡器(VCO)及分频器组成.仿真验证,电荷泵锁相环电路使微加速度计系统时钟的频率抖动从0.5 kHz改善为0.1 kHz以下,从而提高了微加速度计的噪声性能和灵敏度.     

数模混合式微机械加速度计系统仿真与优化

为了提高基于栅结构电容检测式微机械加速度传感器的数模混合式系统的检测精度,在Simulink仿真平台上建立系统仿真模型,用以分析影响系统输出端噪声性能的主要因素。仿真结果表明通过增大载波信号幅度、减小仪表放大电路的增益能够优化数模混合式微机械加速度计系统的噪声性能。实验测试数据显示,当载波信号幅度为14V、仪表放大电路增益为1时,系统噪声等效加速度为3．054μg／√Hz,为优化前的0．256倍。     

考虑梳齿动态特性的微加速度计敏感结构等效电学模型

为确保Σ△(sigma-delta)微加速度计系统仿真的正确性,提出一种改进的敏感结构等效电学模型.在分析传统敏感结构等效电学模型局限性的基础上,研究了结构梳齿在外力作用下发生弯曲对闭环系统的影响和使∑△闭环反馈失效的机理,分析了梳齿弯曲对质量块所受静电合力的影响,结合传统电学模型,建立了包含梳齿弯曲因素的改进的等效电学模型.在微加速度计系统仿真中,利用敏感结构的传统模型并不能反映出调制器失效特性,输出显示调制器仍然正常工作,而利用所建立的敏感结构电学模型能够准确的表现出∑△反馈失效现象,为电路仿真的准确性提供了保障.     

斩控式交流调压无功补偿电路的设计

随着电力系统对电能利用率的要求越来越高,无功补偿在电力系统中的作用显得越来越重要.但是现有的无功补偿电路中,开关元件开关过程中电压、电流变化很快而且均不为零,导致了开关损耗和开关噪声.为解决此问题,利用PWM控制技术和静止同步补偿器技术进行了斩控式交流调压的无功补偿电路设计,获得了一种新型低开关损耗的无功补偿电路;利用MATLAB/Simulink建立了仿真模型.仿真结果表明,斩控式交流调压无功补偿电路大大减小了无功补偿过程中的开关损耗和开关噪声,提高了无功补偿效率.     

基于大功率变电柜的电磁特性研究

对大功率变电柜所产生的传导电磁干扰问题进行分析,首先建立了传导噪声高频电路的等效模型,阐述噪声电流与电压的计算方法,对共模和差模传导噪声进行分析并建模,作为后续的传导噪声提取和分离的理论依据. 提出散射参数法提取噪声源阻抗,并对传导噪声抑制方法进行研究,设计了针对本电路的EMI滤波器,通过实验进行抑制效果的验证,为实际的工程整改提供了理论依据.     

基于偏相干分析的平地机驾驶室噪声源识别

针对某平地机驾驶室噪声超标问题,建立了该平地机噪声源识别多输入单输出系统模型.计算了各输入、输出信号的自功率和互功率谱函数,然后采用LMS Test.Lab软件多参考后处理模块对系统进行了重相干、偏相干函数计算,确定了影响驾驶员耳旁噪声的主要传播路径,分析的结果为降低驾驶室噪声提供了方向.     

一种振梁电容式硅微加速度计的设计与分析

从对硅微加速度计的材料特性、微结构特性研究着手，通过对现有类型加速度计进行分析与整合，设计出一种新的硅微结构及与之匹配的微检测电路，最后通过仿真表明该加速度计具有良好的功能特性.     

大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

利用有限元方法建立大电流开关柜母排的三维涡流场——温度场耦合分析模型,计算三维涡流场,得到磁感应强度和焦耳损耗的大小及分布规律;将焦耳热作为热源,通过顺序耦合方式计算出母排的温度场分布情况.实验结果验证了计算模型的准确性.在此基础上深入探讨不同工作电流对母排产生的温度场的变化规律,对设计大电流开关柜有参考价值.     

加速度计参数辨识建模

根据加速度计参数模型辨识的需要,通过采集加速度计零偏,分析了数据的特点,结合最小二乘、递推最小二乘、最大似然估计3种系统辨识方法,建立起零偏数据相关的数学模型,再通过对模型进行仿真,观察参数变化曲线趋势,把模型参数和辨识之后的模型参数作对比,证明了模型的可靠性。     

振动轮式微机械陀螺仪数学模型及工作状况分析

介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理，给出了振动式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图，利用刚体转动的欧拉动力学方程，通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型，并对数学模型进行了简化，得到了近似解，最后利用近似解分析了振动轮式微机械陀螺仪的基本工作规律。     

考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法

为解决动态环境下无人机导航系统姿态估计易受传感器噪声和运动加速度干扰的难题,提出一种考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法。首先,建立运动加速度估计模型,根据基于卡尔曼滤波的加速度误差模型和由外部传感器提供的速度信息实现对运动加速度的精确估计,利用运动加速度估计模型获得的运动加速度对加速度计的原始值进行修正,降低动态环境下运动加速度对姿态估计的干扰。随后,搭建基于互补滤波的姿态估计模型,利用磁力计信息和修正后加速度信息构建陀螺仪修正量,对陀螺仪原始值进行修正,设计互补滤波器滤除来自加速度计和磁力计的高频噪声和来自陀螺仪的低频噪声,避免传感器噪声信号对姿态估计的干扰。最后,利用无人机试飞过程中采集的传感器信息对该算法进行实验验证。实验结果表明,该算法可以精确估计无人机机动过程中所产生的运动加速度,有效减弱传感器噪声和运动加速度对姿态估计的干扰,该算法显著提高了无人机导航系统在动态环境下姿态估计的精度和抗干扰能力。     

汽车半主动悬架神经模糊融合网络控制

针对汽车半主动悬架模糊控制器的模糊控制规则无法有效调整的问题,建立了两自由度1/4车辆模型.利用白噪声模拟路面激励并作为系统的输入,将人工神经网络与模糊逻辑控制相融合,采用人工神经网络模拟模糊控制过程,实现了模糊规则的自适应调整.将直接控制力作为参考控制力对神经网络进行训练,输出控制力结合开关控制策略实现悬架的半主动控制.仿真分析表明,神经模糊融合网络控制器相对于模糊控制器和被动悬架,使悬架性能得到了显著的改善.