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原文传递加速度计全数字力反馈回路设计

论文题名：	加速度计全数字力反馈回路设计
关键词：	加速度计;力反馈回路;二元调宽;惯性导航系统
摘要：	加速度计是惯性导航系统的主要惯性元件之一，被广泛应用于航天、航空和航海等领域，在整个系统中起着关键性的作用，因此对其性能的要求也越来越高。高精度摆式加速度计必须与力反馈回路构成一个闭环测量系统，而力反馈回路的性能对加速度计的输出有着至关重要的影响。因而对加速度计力反馈回路系统进行研究，提高加速度计输出精度和系统稳定性具有重要意义。随着各种新技术的快速发展，全数字、高集成度、小型化是力反馈回路的工程化发展方向。本论文从工程实际出发，围绕液浮摆式加速度计全数字力反馈回路开展了研究。首先阐述了加速度计及其力反馈回路设计的发展历史和现状。对液浮摆式加速度计的工作原理，力反馈回路施矩方式等进行了详细的分析，确定以二元调宽脉冲力反馈回路为设计方案。对控制系统进行了设计和仿真。在此基础上，设计了数字控制器。在系统的硬件电路实现上，通过采用ARM微处理器做为系统的信号处理器，实现了力反馈回路的全数字化。通过微处理器实现了信号的解调、加速度信息的解算以及控制信号的输出。对比以往的设计方案简化了电路和降低功耗。在硬件电路的实际设计中，按照系统分析的结果设计了包括采样电路，微处理器电路和力矩电流发生器电路。并且针对恒流源对系统精度影响较大问题，详细分析了恒流源的误差问题。按照系统的要求，移植了实时嵌入式操作系统μC/OS Ⅱ，并且在基于μC/OSⅡ操作系统的条件下，编写了采样程序，解调程序以及加速度解算程序以及控制算法等。其中信号解调采用了欠采样解调的方法，可以简化解调算法。最后，对整个系统进行测试，验证设计方案。对比以往设计方案，系统精度和稳定性有一定的提高。
作者：	厚泽
专业：	导航、制导与控制
导师：	黄卫权
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文