基于模型辨識的石英撓性加速度計控制回路設(shè)計.pdf

1、石英撓性加速度計是慣性技術(shù)應(yīng)用中最高精度的加速度計,須配合再平衡回路進行加速度測量。對再平衡回路進行合理設(shè)計可達到不同的性能指標(biāo)以滿足不同的應(yīng)用需求。
　　本文研究了一種基于模型辨識的石英撓性加速度計控制回路設(shè)計方法,解決了傳統(tǒng)的再平衡回路設(shè)計過程中因參數(shù)不明而導(dǎo)致的設(shè)計盲目,回路參數(shù)調(diào)整不便等問題。闡述了石英撓性加速度計閉環(huán)系統(tǒng)的工作原理,找到了影響加速度測量精度的主要因素,對信號檢測電路進行了詳細分析,對再平衡回路的模擬部分進

2、行了設(shè)計。從力學(xué)角度出發(fā),分析得到石英撓性加速度計表頭的數(shù)學(xué)模型的型別,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了石英撓性加速度計模型辨識實驗,采用開環(huán)辨識的方法得到未校正系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,通過多次數(shù)據(jù)擬合實驗驗證辨識結(jié)果的可靠性。分析了三種不同的校正方式對系統(tǒng)的控制原理,根據(jù)辨識實驗得到的模型參數(shù)選擇串聯(lián)滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)對石英撓性加速度計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,通過仿真實驗確定控制器參數(shù),設(shè)計了增量式數(shù)字PID控制器,實時調(diào)整石英撓性加速計回路的帶寬和穩(wěn)定裕度以滿足

3、不同的應(yīng)用需求,同時補償表頭參數(shù)變化對加速度計閉環(huán)系統(tǒng)性能的影響。
　　控制回路設(shè)計完成后,依據(jù)國軍標(biāo)對系統(tǒng)性能進行測試和評估,進一步驗證石英撓性加速度計模型辨識實驗結(jié)果和控制器設(shè)計的有效性、可靠性。標(biāo)定實驗確定系統(tǒng)的輸入輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系,與表頭生產(chǎn)廠家給出指標(biāo)進行對比,證明回路設(shè)計有效性。重復(fù)性實驗測試回路在不同狀態(tài)下測試相同加速度時的精度高低,穩(wěn)定性實驗測試回路輸出零偏值和標(biāo)度因數(shù)的短期穩(wěn)定性,最后通過數(shù)據(jù)分析確定了影響回路性能的