石英撓性擺式加速度計全數(shù)字伺服回路技術.pdf

1、石英撓性擺式加速度計是慣性導航系統(tǒng)中的重要器件，被廣泛應用于航天、航空以及航海等各種領域。它的精度直接影響到慣性導航系統(tǒng)的精度，因此提高石英撓性擺式加速度計的性能，是慣性技術領域的重要課題。在高精度的慣性導航系統(tǒng)中基本都采用加速度計與數(shù)字化控制回路相結合構成的閉環(huán)系統(tǒng)，但在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，并不是所有的控制部分都采用數(shù)字化，這就限制了加速度計控制方法的發(fā)揮。為了獲得更好的控制性能、并與現(xiàn)代數(shù)字化的總體系統(tǒng)匹配，全數(shù)字、高精度、小型化是石

2、英撓性擺式加速度計伺服回路的發(fā)展方向。 本文從實際出發(fā)，圍繞石英撓性擺式加速度計全數(shù)字化的伺服回路展開了研究。本文首先對石英撓性擺式加速度計的工作原理進行了分析，通過比較各種反饋回路的優(yōu)缺點，確定了采用加速度計前端信號高速差動解調(diào)、利用單片機進行二元調(diào)寬反饋、A/D、D/A轉(zhuǎn)換、PID 調(diào)節(jié)的成套數(shù)字方法來設計反饋回路的方案。在系統(tǒng)的硬件電路實現(xiàn)上，采用了c8051F061 型51 單片機作為整個系統(tǒng)的信號處理器，在信號調(diào)理電路

3、中設計了雙路放大環(huán)節(jié)、改進的二階帶通濾波器、解調(diào)器等環(huán)節(jié)，將經(jīng)過這一調(diào)理之后的信號輸入到單片機中，通過單片機內(nèi)部的調(diào)節(jié)程序調(diào)整后，最后輸出二元數(shù)字調(diào)寬脈沖給加速度計的力矩器。在此控制回路中由于單片機的引進而簡化了電路，降低了功耗。 在系統(tǒng)的軟件設計上，采用C語言編程，編寫了A/D轉(zhuǎn)化程序、PID 調(diào)節(jié)程序和恒流源產(chǎn)生程序。PID 調(diào)節(jié)方法有比較成熟的控制策略，能夠更好的發(fā)揮計算機運算速度快、邏輯判斷功能強、編程靈活等優(yōu)勢。