傳感器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器及其硬件實(shí)現(xiàn)方式研究.pdf

1、傳感器是測(cè)控系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)，其測(cè)量精度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能亦有著決定性的影響。因此，對(duì)傳感器靜、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)难芯恳殉蔀閲?guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)研究的重要課題。本文以消減傳感器動(dòng)態(tài)誤差提高測(cè)量精度為目的，重點(diǎn)討論了基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的傳感器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器設(shè)計(jì)方法。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)誤差的實(shí)時(shí)在線修正本文還對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)方式展開(kāi)了研究。
　　在簡(jiǎn)要介紹了傳感器動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)誤差的基本概念后，引出了由于傳感器動(dòng)態(tài)特性不

2、夠理想從而造成測(cè)量結(jié)果失真的問(wèn)題，并對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和分析。為了運(yùn)用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器解決這一問(wèn)題，本文重點(diǎn)介紹了基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器設(shè)計(jì)方法，該方法屬于系統(tǒng)逆建模范疇，整個(gè)過(guò)程無(wú)需知道傳感器動(dòng)態(tài)模型，避免了傳感器動(dòng)態(tài)建模誤差對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)挠绊?。然后通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)所獲動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器的可行性、對(duì)訓(xùn)練樣本的依賴性以及對(duì)噪聲的敏感性進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。
　　考慮到在許多的測(cè)控系統(tǒng)中，傳感器輸出結(jié)果直接關(guān)系到后端的決策

3、，因此本文對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)誤差的實(shí)時(shí)在線修正展開(kāi)了研究。首先研究了運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)誤差的實(shí)時(shí)修正，在研制基于TMS320F2812 DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用線性緩沖區(qū)技術(shù)、IQmath技術(shù)完成了傳感器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器的DSP實(shí)現(xiàn)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能力和實(shí)時(shí)修正能力進(jìn)行了驗(yàn)證。由于算法在DSP芯片內(nèi)是順序執(zhí)行地所以在很多實(shí)時(shí)性和采樣率要求較高的場(chǎng)合DSP無(wú)法勝任實(shí)時(shí)處理，因此本文還對(duì)基于FPGA的傳感器動(dòng)