检索结果-南通市图书馆

激光陀螺压电陶瓷作动器模糊分数阶稳频控制研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

激光陀螺压电陶瓷作动器模糊分数阶稳频控制研究

作者：陈炳森西安工业大学

学位级别：硕士

激光陀螺是一种基于Sagnac效应的角速度测量传感器,具有可靠性强、稳定性高等优点,被广泛应用于国防军事、航空航天等领域。压电陶瓷作动器在激光陀螺稳频控制中起着关键作用。但是压电陶瓷作动器本身存在迟滞非线性,削弱了稳频系统的... 详细信息

激光陀螺是一种基于Sagnac效应的角速度测量传感器,具有可靠性强、稳定性高等优点,被广泛应用于国防军事、航空航天等领域。压电陶瓷作动器在激光陀螺稳频控制中起着关键作用。但是压电陶瓷作动器本身存在迟滞非线性,削弱了稳频系统的控制精度,严重影响了激光陀螺的测量精度。因此研究压电陶瓷作动器迟滞特性的建模方法,及其稳频控制算法,对提高激光陀螺的测量精度具有重要意义。本文以激光陀螺中压电陶瓷作动器为研究对象,针对其迟滞非线性特性,从数学模型建立、控制器设计和实验验证三方面展开研究。主要研究内容如下:(1)针对压电陶瓷作动器的迟滞非线性特性,本文建立了一种基于分数阶的压电陶瓷作动器迟滞模型。首先,研究压电陶瓷作动器的机理及特性,从微观机理的角度分析压电陶瓷作动器迟滞特性的成因和特点;其次,分析经典Bouc-Wen模型对压电陶瓷作动器迟滞曲线描述的不足,提出了一种基于分数阶的压电陶瓷作动器迟滞模型;然后,搭建压电陶瓷作动器位移测量实验平台,通过实验采集其输入输出数据,并采用粒子群优化算法对模型参数进行辨识,将实验数据与建模曲线进行对比。实验结果表明,与经典Bouc-Wen模型相比,本文所建立的分数阶迟滞模型能更加精确的描述压电陶瓷作动器的迟滞非线性特性,具有更高的建模精度。(2)为了降低压电陶瓷作动器迟滞非线性特性对激光陀螺测量精度的影响,对压电陶瓷作动器控制算法进行研究,在建立的压电陶瓷作动器分数阶迟滞模型的基础上,提出了一种模糊分数阶PID控制方法。首先,根据所建立的分数阶迟滞模型设计PID控制器;其次,进一步研究模糊控制算法和分数阶PID控制算法,将模糊理论与分数阶PID控制器相结合,设计了模糊分数阶PID控制器,将该控制器用于压电陶瓷作动器的控制中,达到改善控制性能的目的;然后,通过Matlab/Simulink工具搭建两种控制算法的仿真模型,通过仿真对比验证模糊分数阶PID控制算法的有效性和可行性。(3)搭建压电陶瓷作动器控制系统及激光陀螺稳频控制系统实验平台,完成总体、硬件和软件三部分的设计。通过压电陶瓷作动器控制系统实验平台采集其输出位移,并用本文所提控制方法对其进行跟踪控制。并且在激光陀螺稳频控制系统实验平台对本文所提控制方法进行进一步验证,实验结果表明了本文所提控制算法的有效性和可行性。

关键词：激光陀螺压电陶瓷作动器模糊分数阶稳频控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

脉冲染料激光器的稳频控制

脉冲染料激光器的稳频控制

作者：姚磊中南民族大学

学位级别：硕士

脉冲染料激光器可以使激光的波长连续可调，能广泛应用，但是长时间的工作，由于激光器内部和外部条件的变化，会造成激光器发射频率（波长）改变，使发射的激光无法满足我们的需求。本论文利用原子共振的稳定性，通过监测激光与Na原子... 详细信息

脉冲染料激光器可以使激光的波长连续可调，能广泛应用，但是长时间的工作，由于激光器内部和外部条件的变化，会造成激光器发射频率（波长）改变，使发射的激光无法满足我们的需求。本论文利用原子共振的稳定性，通过监测激光与Na原子共振荧光的光强，反馈控制激光输出频率（波长），来实现激光器的稳频，主要完成了该控制系统的光路设计，硬件电路设计，数据采集，数据处理，反馈控制的设计，并通过实验结果得出了稳频控制的最佳方案。其主要内容包括：1.根据激光器工作原理和脉冲染料激光器的特点，分析外部环境造成激光器频率偏移的原因，并提出激光稳频的一些改进措施。2.分析Na原子共振荧光光谱，在589.00nm至589.060nm的波长范围内，归纳其共振信号与波长变化的关系，并利用该谱线特点，设计了相应的荧光光强监测光路，从而实现对特定发射波长（589.0158nm）的稳频。3.利用LabVIEW图形化编程语言和高速率示波器实现对整个系统中的钠原子共振信号的采集，同步传输、存储和实时处理等功能。4.搭建一套基于原子共振原理的激光稳频系统，通过实验测量该系统的稳定性和选取测量共振信号强度的最佳方案。通过实验结果表明，整个系统适合于发射波长为589.0158nm的激光稳频。整个系统结构简单，操作方便，适用于变化的外界环境当中，该方法还可推广到其它一些特定波长的激光稳频系统。

关键词：脉冲染料激光器原子共振 LabVIEW 稳频控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

磁谐振无线电能传输的效率分析及稳频控制

磁谐振无线电能传输的效率分析及稳频控制

作者：方赞峰华南理工大学

学位级别：硕士

磁谐振无线电能传输技术利用近场耦合原理进行能量无线传输。由于该技术具有传输距离较远、传输功率较大、传输效率较高和非辐射等优点,适用于各种功率场合,因此成为研究人员关注的热点。然而,磁谐振无线电能传输系统容易受到外界的干扰... 详细信息

磁谐振无线电能传输技术利用近场耦合原理进行能量无线传输。由于该技术具有传输距离较远、传输功率较大、传输效率较高和非辐射等优点,适用于各种功率场合,因此成为研究人员关注的热点。然而,磁谐振无线电能传输系统容易受到外界的干扰,造成线圈失谐、互感变化和内阻变化等等,导致系统的传输效率降低。为了提高磁谐振无线电能传输系统的传输效率,本文主要从原理上分析了影响传输效率的因素,并提出了一种新的双边独立稳频控制方法。首先,本文通过电路理论和耦合模理论对磁谐振无线电能传输系统进行建模分析,对比研究表明,磁谐振无线电能传输系统工作的基本条件是弱磁耦合;在对比分析系统传输效率和传输功率基础上,研究了感应式无线电能传输和磁谐振无线电能传输的区别;基于定义线圈的广义失谐因子,研究了线圈失谐对系统传输效率的影响,并探讨了发射线圈和接收线圈同轴放置和并列放置时的互感以及传输效率的影响因素。其次,研究发现,当系统处于谐振状态时,发射线圈侧的电源电压与电容电压的相位差为90°,接收线圈侧的负载能达到最大输出电压,由此提出了调节电容稳定线圈固有谐振频率的控制技术,进而研究可调电容的工作原理和构造方法,对稳频控制系统的参数进行了设计。最后,建立50kHz的磁谐振无线电能传输系统实验装置,对提出的稳频控制技术进行不同实验条件的验证,得到了以下有实用意义的实验结果:(1)两线圈同轴放置近距离高效实验。当传输距离为10cm时传输效率为91.1%,当传输距离为20cm时传输效率为80.08%,比现有技术提高了6%;(2)两线圈同轴放置中距离实验。当传输距离为50cm,此效率达到51.62%,比现有技术提高了4%;(3)两线圈并列放置实验。当两线圈并列放置时,传输效率可达76.37%,目前国内外尚未见到此类实验的报道。以上研究验证了提出的稳频控制技术可靠有效。

关键词：磁谐振无线电能传输传输效率可调电容电路稳频控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

激光陀螺全温度下选模控制策略设计

仪表技术与传感器 2024年第7期 35-38页

作者：朱羿西崔颖王磊黄茂源西安航天精密机电研究所

针对激光陀螺稳频装置易受温度变化的干扰的问题,为保证全温度范围内激光陀螺的稳频效果,提出了一种选模控制策略:根据陀螺扫模过程中得到的不同模态,通过比较各个模态下背向散射特征电压的大小,在常温下筛选出合适的陀螺及其控制模态,... 详细信息

针对激光陀螺稳频装置易受温度变化的干扰的问题,为保证全温度范围内激光陀螺的稳频效果,提出了一种选模控制策略:根据陀螺扫模过程中得到的不同模态,通过比较各个模态下背向散射特征电压的大小,在常温下筛选出合适的陀螺及其控制模态,再经过温循实验进一步筛选出合适的模态,并固定用于全温度下的稳频控制以保证陀螺全温精度。最后通过实验验证,使用该筛选策略下获得的最佳模态,实现激光陀螺全温下稳定工作,满足实际工作要求。

关键词：激光陀螺陀螺精度稳频控制全温度范围陀螺筛选温度选模

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

激光陀螺数字控制专用芯片设计

激光陀螺数字控制专用芯片设计

作者：黄月锐涵贵州大学

学位级别：硕士

激光陀螺具有启动快、可靠性高、性能稳定等优点,被广泛应用于军民领域。目前,国内激光陀螺电路系统的部分芯片已实现国产化替代,但其性能与进口芯片相比还存在一定的差距。随着激光陀螺技术的成熟,集成化、低功耗、小型化成为激光陀螺... 详细信息

激光陀螺具有启动快、可靠性高、性能稳定等优点,被广泛应用于军民领域。目前,国内激光陀螺电路系统的部分芯片已实现国产化替代,但其性能与进口芯片相比还存在一定的差距。随着激光陀螺技术的成熟,集成化、低功耗、小型化成为激光陀螺未来发展的主要方向。因此,本文将设计激光陀螺数字控制专用芯片。主要成果如下:(1)基于腔长为0.28 m的反射式激光陀螺,在其工作原理的基础上分析激光陀螺主要误差因素,重点研究机械抖动技术和稳频技术,分析机抖偏频方式,改善闭锁效应机理,以及通过提高小抖动信号检测灵敏度和抑制稳态误差来提高稳频精度。(2)研究激光陀螺系统的总体架构,设计激光陀螺控制电路原理图,包括机械抖动模块电路、稳频模块电路以及外围控制电路,系统地分析了激光陀螺数字控制芯片的功能需求以及性能指标,其中零偏稳定性为0.001(°)/h;标度因数非线性度为1 ppm;角随机游走为:0.002(°)/h;激光陀螺的性能提高20%;芯片功耗小于1 W;面积小于10 mm。(3)设计基于FPGA的激光陀螺数字控制闭环系统,包括时钟模块、机械抖动控制模块、稳频控制模块、参数可调模块以及UART串口通信模块。通过DC综合工具,设置约束条件后得到相应的门级网表,并进行静态时序分析。其中,数字芯片总功耗为829.61 m W,总面积为4.41 mm。(4)基于ICC设计激光陀螺数字控制专用芯片版图,包括布局规划、标准单元摆放、布线进行设计,得到激光陀螺数字控制专用芯片版图,对得到的数字芯片版图进行物理验证,包括DRC和LVS错误检查和修复。此外,搭建激光陀螺测试平台,验证激光陀螺系统的性能。本文研究的激光陀螺数字控制专用芯片促进了惯性导航专用芯片国产化的进程,在一定程度上解决了激光陀螺小型化、集成化的问题,提高了我国武器装备系统的作战能力。

关键词： FPGA 激光陀螺机械抖动稳频控制专用芯片

机抖激光陀螺控制回路设计及信号处理方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

机抖激光陀螺控制回路设计及信号处理方法研究

作者：钱曙光南京航空航天大学

学位级别：硕士

机抖激光陀螺作为理想的惯性器件之一，其技术在国外已日臻成熟，相比之下国内的研制水平还存在较大差距。开展机抖激光陀螺控制回路的研究与设计工作对于掌握核心技术，提高陀螺精度、可靠性及环境耐受水平具有重要意义。本文围绕某型... 详细信息

机抖激光陀螺作为理想的惯性器件之一，其技术在国外已日臻成熟，相比之下国内的研制水平还存在较大差距。开展机抖激光陀螺控制回路的研究与设计工作对于掌握核心技术，提高陀螺精度、可靠性及环境耐受水平具有重要意义。本文围绕某型激光陀螺展开工作，对稳频控制回路和机抖控制回路以及激光陀螺信号处理方法进行了研究和设计。稳频控制方面：对激光陀螺相对比例因子修正项进行了试验研究，从而对稳频精度提出了定量的要求;对稳频控制回路的工作特性进行了分析和建模，讨论了外部干扰信号对控制回路稳定性的影响，对引起陀螺“跳模”的原因进行了分析;对激光增益曲线稳频方法进行了深入研究，设计了直流稳频控制方案，并取得了较好的控制效果。机抖控制方面：介绍了机抖激光陀螺抖动偏频的基本原理;研究了注入机抖随机噪声消除动态闭锁的机理，并设计了机抖噪声注入方案;建立了机抖机构的数学模型，对机抖方波驱动方式进行了谐波分析，并得出了方波驱动与正弦驱动方式在驱动效果上一致的结论;设计了数字机抖控制方案，实现了机抖控制和噪声注入的功能。数字信号处理方面：对机抖激光陀螺信号输出通道进行了建模和研究，在此基础上提出了一种兼顾噪声滤波效果和系统频率特性的数字滤波器设计方法。实验证明，本课题设计的控制回路能实现机抖控制及噪声注入等功能，有效地解决了陀螺“跳模”问题，能够确保陀螺正常工作;数字滤波器设计同时兼顾了陀螺噪声滤波和系统频率特性，具有较好的工程应用价值。

关键词：激光陀螺抖动偏频稳频控制信号处理

一种基于FPGA的激光陀螺数字并行控制方法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

战术导弹控制技术 2013年第2期20卷 23-26页

作者：李超李群马二杰刘玉祝北京自动化控制设备研究所北京100074

激光陀螺作为捷联惯导系统中的主要器件之一，它的性能对惯导系统的整体性能有着很大的影响。将单片机，DSP应用于激光陀螺控制电路设计当中，虽然可以实现激光陀螺控制电路的数字化，但由于其顺序执行指令的特性，必然造成组成惯导系... 详细信息

激光陀螺作为捷联惯导系统中的主要器件之一，它的性能对惯导系统的整体性能有着很大的影响。将单片机，DSP应用于激光陀螺控制电路设计当中，虽然可以实现激光陀螺控制电路的数字化，但由于其顺序执行指令的特性，必然造成组成惯导系统的三个激光陀螺的信号控制是串行的，对于实时性要求不高的信息，串行控制是最经济、简单和可靠的实现方案，但是对于实时性要求很高或者必须采用并行处理的环节就只有采用增加微处理器的方案为了解决激光陀螺并行控制的问题，提出了一种可以在一块FPGA芯片上对激光陀螺进行数字化并行机械抖动控制和数字化并行稳频控制的合理方案，并进行了试验验证，达到了预期目的。

关键词：激光陀螺 FPGA 机抖控制稳频控制数字并行控制

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

激光陀螺电路的数字一体化及其实现

中国惯性技术学报 2009年第3期17卷 370-373页

作者：王国臣国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073

为实现激光陀螺电路的一体化、数字化和高度集成化,在四频激光陀螺各部分电路的原理基础上,采用单片DSP完成了激光陀螺高压稳流、稳频及计数等全部控制与运算功能,实现了激光陀螺电路的数字一体化。激光陀螺数字一体化电路在室温下进行... 详细信息

为实现激光陀螺电路的一体化、数字化和高度集成化,在四频激光陀螺各部分电路的原理基础上,采用单片DSP完成了激光陀螺高压稳流、稳频及计数等全部控制与运算功能,实现了激光陀螺电路的数字一体化。激光陀螺数字一体化电路在室温下进行了长时间的测试,其单臂放电电流稳流精度优于1×10-4,两臂放电电流差值的稳定精度优于2×10-5,稳频精度(光强差/光强和)优于2×10-6。实验结果表明,数字一体化电路的性能已经达到了现有激光陀螺各部分电路的性能。激光陀螺数字一体化电路在电磁兼容、抗干扰、低功耗、集成度等方面具有显著的优势,并且由于陀螺的各工作参量在同一电路中,便于协调控制各参量使激光陀螺工作在最佳状态,有利于进一步提高激光陀螺的性能。

关键词：激光陀螺数字一体化高压稳流稳频控制计数电路

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

双纵模自偏频激光陀螺稳频电路系统研究

双纵模自偏频激光陀螺稳频电路系统研究

作者：金昂贵州大学

学位级别：硕士

双纵模自偏频激光陀螺作为新型惯性器件,是一种全新的零锁区、全固态、线偏振激光陀螺。克服了激光陀螺固有的闭锁效应,消除由机械抖动产生的随机游走现象等一系列的问题,提升了陀螺仪性能。在实验中发现,激光陀螺出现双纵模自偏频现象... 详细信息

双纵模自偏频激光陀螺作为新型惯性器件,是一种全新的零锁区、全固态、线偏振激光陀螺。克服了激光陀螺固有的闭锁效应,消除由机械抖动产生的随机游走现象等一系列的问题,提升了陀螺仪性能。在实验中发现,激光陀螺出现双纵模自偏频现象的频率范围很窄,在极窄频率范围内实现双纵模激光陀螺的稳频成为自偏频激光陀螺工程化应用的关键。在现有技术基础上,基于FPGA设计双纵模自偏频激光陀螺高精度稳频电路系统,实现激光陀螺双纵模自偏频稳定工作。具体研究内容如下:1、理论分析了激光陀螺工作原理,基于激光振荡半经典理论,结合激光陀螺谐振腔程长、双同位素配比、增益气体压强等结构参数,研究了双纵模激光陀螺功率调谐特性,获得了激光陀螺的双纵模自偏频稳频工作点;2、基于小抖动稳频原理,研究了在双纵模条件下,以功率调谐特性曲线的一次谐波分量作为稳频控制相敏误差信号的稳频方案;3、设计了双纵模稳频电路系统,采用FPGA处理反馈信号并结合PID控制算法进行稳频驱动控制。针对高精度稳频,采用24位高精度ADC器件作为误差采集电路的核心模块。稳频驱动采用低功耗运放及高精度数模转换器件,加强了稳频驱动端的可靠性;4、搭建高压电源系统、光电转换前置放大电路系统、稳流控制系统、鉴相计数系统实验平台,结合稳频电路系统进行实验验证,通过数据对比,证实双纵模稳频控制技术的可行性。

关键词：激光陀螺双纵模自偏频稳频控制功率调谐