| 微隧道式加速度计的最优控制 |
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| 引用本文： | 刘益芳,吴德志,郑高峰,杜晓辉,孙道恒. 微隧道式加速度计的最优控制[J]. 光学精密工程, 2013, 21(6) |
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| 作者姓名： | 刘益芳 吴德志 郑高峰 杜晓辉 孙道恒 |
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| 作者单位： | 1. 厦门大学机电工程系,福建厦门,361005
2. 厦门大学航空系,福建厦门,361005 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目，青年科学基金资助项目，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 |
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| 摘 要： | 为了扩大隧道式加速度计(MTA)的动态测量范围并通过降低系统中的主要噪声来提高器件的性能,本文为隧道式加速度计(MTA)设计了线性二次高斯(LQG)控制器.推导了微隧道式加速度计的线性化状态-空间方程;依据分离定理,设计了卡尔曼滤波器和最优状态反馈控制器;最后,在Matlab/Simulink中构建了由卡尔曼滤波器和最优状态控制器串联的LQG仿真系统并进行了动态和静态测试.仿真结果表明,LQG最优控制系统能够将微隧道式加速度计的带宽从2×103 rad/s扩大到3×106 rad/s.通过LQG最优控制,静态测试结果显示其静态隧道电流的波动从1 nA～2.95 nA降到0.73 nA～l.14 nA;动态实验数据表明其在方波加速度信号的作用下能够将隧道间隙维持在1 nm.
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| 关 键 词： | 闭环微系统 隧道式加速度计 控制器设计 LQG控制器 |
Optimal control for microchined tunneling accelerators |
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| LIU Yi-fang , WU De-zhi , ZHENG Gao-feng , DU Xiao-hui , Sun Dao-heng. Optimal control for microchined tunneling accelerators[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(6) |
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| Authors: | LIU Yi-fang WU De-zhi ZHENG Gao-feng DU Xiao-hui Sun Dao-heng |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | closed-loop microsystems tunneling accelerator controller design Linear Quadratic Gaussian(LQG) controller |
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