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一种洛伦兹力微机械谐振磁传感器建模及数值仿真

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传感技术学报 2021年第6期34卷 756-762页

作者：刘恒张玉舒进华杨添熠南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

针对微机械洛伦兹力谐振磁传感器灵敏度受驱动控制电路和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法分析了鉴相器为异或门的锁相环频率跟踪电路的动力学模型,并求解出频率跟踪的稳定条件和稳态振幅平衡点.设计的磁传感器数值建模及仿真实验表... 详细信息

针对微机械洛伦兹力谐振磁传感器灵敏度受驱动控制电路和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法分析了鉴相器为异或门的锁相环频率跟踪电路的动力学模型,并求解出频率跟踪的稳定条件和稳态振幅平衡点.设计的磁传感器数值建模及仿真实验表明:当锁相环积分器系数小于临界值时,环路频率跟踪稳定;当锁相环积分器系数大于临界值时,频率跟踪振荡;稳态振幅与理论分析一致,灵敏度与接口电路无关;频率跟踪动态过程与压控振荡器初始频率ω0、积分系数kI、滤波器时间常数ξ有关.

关键词：磁传感器锁相环稳态平衡点平均周期法

一种微机械电场传感器的驱动控制分析与数值仿真

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传感技术学报 2013年第4期26卷 509-515页

作者：刘恒孟瑞丽孙冬娇南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

针对微机械电场传感器高真空金属封装中存在的电荷累积问题,根据传感器的静电驱动力原理,提出了利用屏蔽层活动结构的振动速度反馈信号结合差分梳齿来调节品质因数的方法。鉴于系统的高阶非线性,利用平均周期法分析了常压封装下自激驱... 详细信息

针对微机械电场传感器高真空金属封装中存在的电荷累积问题,根据传感器的静电驱动力原理,提出了利用屏蔽层活动结构的振动速度反馈信号结合差分梳齿来调节品质因数的方法。鉴于系统的高阶非线性,利用平均周期法分析了常压封装下自激驱动系统的起振条件和稳态振幅。理论和仿真分析表明,该方法是可行的。直流参考电压VR越大,反馈等效品质因数Q1越小,稳态振幅越大,起振稳定时间越短。时间常数τ越小,越利于抑制幅度的过冲。

关键词：电场传感器自激振荡品质因数平均周期法

微机械振动电场传感器闭环自激驱动建模及系统仿真

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传感技术学报 2015年第6期28卷 825-830页

作者：刘恒熊丰孟瑞丽张宏群南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学教务处南京210044

本文针对微机械振动电场传感器灵敏度受驱动控制电路参数和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法对不同闭环自激驱动下微机械电场传感器的灵敏度进行了建模分析,理论和仿真分析表明:加入满足约束条件的PI控制器,灵敏度变化与屏蔽层固有... 详细信息

本文针对微机械振动电场传感器灵敏度受驱动控制电路参数和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法对不同闭环自激驱动下微机械电场传感器的灵敏度进行了建模分析,理论和仿真分析表明:加入满足约束条件的PI控制器,灵敏度变化与屏蔽层固有谐振频率漂移和品质因数变化无关;加入满足约束条件的PI控制器比没有PI控制器的灵敏度大;PI控制器的参数不满足约束关系,输出电压不稳定,输出失真。

关键词：电场传感器自激振荡灵敏度平均周期法

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时隙式延时期概率检测控制WSN协议分析

云南大学学报（自然科学版） 2010年第5期32卷 516-520,531页

作者：鲁进赵东风丁洪伟云南大学信息学院云南昆明650091

提出了一种低功耗的随机多址无线传感器MAC协议——时隙式非坚持与p概率检测多通道随机多址联合控制协议.算法通过划分系统的传输期,在不同的时段采用不同的控制策略和休眠机制,使系统获得较优的性能.通过对多通道多业务随机多址系统的... 详细信息

提出了一种低功耗的随机多址无线传感器MAC协议——时隙式非坚持与p概率检测多通道随机多址联合控制协议.算法通过划分系统的传输期,在不同的时段采用不同的控制策略和休眠机制,使系统获得较优的性能.通过对多通道多业务随机多址系统的理论建模分析,得出系统吞吐量、多业务吞吐量以及这种协议下传感器网络的能量效率的重要系统参数表达式.还通过计算机仿真实验与理论值进行对照,验证了理论的正确性,并发现其节点具有较长的生命周期.

关键词：传感器网络 MAC 平均周期法能量

基于FPGA双优先级P坚持CSMA协议的研究

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云南大学学报（自然科学版） 2018年第3期40卷 423-430页

作者：徐智丁洪伟何敏保利勇刘龙军云南大学信息学院昆明云南650500

为了在实际信道条件下研究无线传感器网络中的双优先级MAC协议,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件电路实现方案.首先运用平均周期法建立数学模型,求得双优先级P坚持CSMA协议的吞吐量与节点平均功率理论值;然后运用Verilog HD... 详细信息

为了在实际信道条件下研究无线传感器网络中的双优先级MAC协议,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件电路实现方案.首先运用平均周期法建立数学模型,求得双优先级P坚持CSMA协议的吞吐量与节点平均功率理论值;然后运用Verilog HDL依据协议控制原理设计相应功能模块,建立了稳定传输的电路系统.电路实验的仿真值与理论值一致,证实了该设计方案实现准确率较高,实时传输性能好等特点.

关键词：无线传感器网络现场可编程门阵列平均周期法双优先级吞吐量节点能量消耗

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一种双框架振动陀螺的接口电路仿真及实验

仪表技术与传感器 2021年第11期 16-22页

作者：刘恒杨添熠舒进华张玉苏伟南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

设计了一种双框架解耦微机械振动陀螺,并分析陀螺的原理和恒幅驱动的必要性。建立了自激振荡和自动增益控制的测控电路模型,利用平均周期法分析了系统的稳态平衡点和起振条件。仿真验证了平衡点的准确性及幅度过冲的影响因素。测试得到... 详细信息

设计了一种双框架解耦微机械振动陀螺,并分析陀螺的原理和恒幅驱动的必要性。建立了自激振荡和自动增益控制的测控电路模型,利用平均周期法分析了系统的稳态平衡点和起振条件。仿真验证了平衡点的准确性及幅度过冲的影响因素。测试得到陀螺的谐振频率和品质因数并用Allan方差分析1 h频率误差为0.06 Hz,稳定度为±5 ppm(1 ppm=10^(-6))以内;幅值偏差最大为0.8 mV,8 min内漂移了0.4%。

关键词：微机械陀螺漂移恒幅自激振荡平均周期法

无线传感器网络中基于一种新型P坚持CSMA协议的参数分析

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现代电子技术 2018年第24期41卷 21-27页

作者：占港丁洪伟保利勇官铮何敏云南大学信息学院云南昆明650504

为了提高无线传感器网络节点的能量利用率,提出一种新型CSMA随机多址协议。首先运用平均周期法求出吞吐率、传输速率、时延和能耗的数学表达式。其次加入多通道和优先级机制,使系统能够根据节点的负载分配适当的服务等级与信道资源。然... 详细信息

为了提高无线传感器网络节点的能量利用率,提出一种新型CSMA随机多址协议。首先运用平均周期法求出吞吐率、传输速率、时延和能耗的数学表达式。其次加入多通道和优先级机制,使系统能够根据节点的负载分配适当的服务等级与信道资源。然后引入双时钟机制,减少系统的平均空闲周期时间,从而提高吞吐率。最后引入自适应机制,使系统的吞吐率和能耗能够维持稳定。仿真实验表明,仿真值与理论值一致,并且随着信息分组到达率的不断增加,新协议的吞吐量与能量有效性优异,证明了该协议能够有效地提高传输效率,减少能耗,可运用到无线通信领域。

关键词：无线传感器网络 CSMA 平均周期法吞吐率能量有效性自适应机制

新型NP-CSMA随机多址接入WSN的协议分析

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现代电子技术 2019年第15期42卷 17-20,24页

作者：韩泽军丁洪伟保利勇何敏杨志军云南大学信息学院

无线传感器网络(WSN)因采用大量廉价的微型传感器节点并可以感知和处理传输网络覆盖区域内被感知对象的信息而备受人们喜爱。在此,提出一种基于碰撞长度可变的三时钟NP-CSMA提高系统的吞吐率,通过划分成功分组发送时间1+a、碰撞分组发... 详细信息

无线传感器网络(WSN)因采用大量廉价的微型传感器节点并可以感知和处理传输网络覆盖区域内被感知对象的信息而备受人们喜爱。在此,提出一种基于碰撞长度可变的三时钟NP-CSMA提高系统的吞吐率,通过划分成功分组发送时间1+a、碰撞分组发送时间b+a、空闲分组发送时间a,利用平均周期法求出吞吐率、碰撞率和空闲率,并用仿真实验验证该理论的准确性。通过与其他协议进行对比,验证了所提协议的优越性。

关键词：无线传感器网络碰撞长度可变三时钟 NP-CSMA 平均周期法随机多址接入

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一种微机械谐振式加速度计的自激驱动控制

仪表技术与传感器 2012年第4期 107-110页

作者：刘恒孟瑞丽南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

为了研制谐振微机械加速度计,文中介绍了静电刚度的谐振式微加速度计的工作原理,并根据闭环控制要求,建立了基于自激原理的系统分析方程,利用平均周期法分析了系统稳定性和振动幅度稳态平衡点。理论分析确定了系统起振条件和相位偏差对... 详细信息

为了研制谐振微机械加速度计,文中介绍了静电刚度的谐振式微加速度计的工作原理,并根据闭环控制要求,建立了基于自激原理的系统分析方程,利用平均周期法分析了系统稳定性和振动幅度稳态平衡点。理论分析确定了系统起振条件和相位偏差对闭环振幅和频率的影响。对基于体硅溶片制造和真空封装的谐振微加速度计,自激闭环测试结果表明检测电压1 V时,灵敏度为18 Hz/g;检测电压5 V时,灵敏度为58 Hz/g,10 min内闭环谐振频率最大漂移0.2 Hz,可分辨加速度约3.5 mg.

关键词：微加速度计谐振自激平均周期法