文档介绍：摘要振动轮式硅微陀螺仪理论分析及信号特征研究。振动轮式硅微陀螺仪敏感模态模态控制和信号检测电路振动轮式硅微陀螺仪模态控制和信号检测方案东南大学博士学位论文本论文的研究目的主要在于:通过对硅微陀螺仪工作原理及信号特征的分析,提出一套适用于振动轮式硅微陀螺仪的信号检测方法,陀螺仪机械结构受激谐振控制方法及敏感模态反馈控制方法,初步探讨振动轮式硅微陀螺仪输出信号的数据处理方法,从而推进我国硅微陀螺仪的进一步发展,为硅微陀螺仪走向实用奠定基础。本论文的主要内容归纳如下:从动力学的角度详细分析了振动轮式硅微陀螺仪的两个工作模态:驱动模态和敏感模态,建立了系统运动的模惫方程。指出驱动模态和敏感模态运动规律都是衰减振动和简谐振动的复合运动;而且其振动频率都由驱动信号的频率决定。当驱动信号的频率与驱动模态、敏感模态的谐振频率一致时,振动轮式硅微陀螺仪的驱动模态、敏感模态均处于谐振状态,此时输出信号最强,系统检测灵敏度最高。同时建立了敏感模态电容相对变化量和外框架沿崤ぷ=恰⑹淙虢撬俣之间的数学关系。简要分析了影响振动轮式硅微陀螺仪性能的几个主要因素,为硅微陀螺仪的信号检测和信号处理提供了理论依据。根据振动轮式硅微陀螺仪的运动规律和信号特征,对振动轮式硅微陀螺仪的驱动控制方法、敏感模态信号检测和反馈控制方法进行了探讨。首次提出驱动模态闭环控制、频率跟踪的设计指导思想。针对振动轮式硅微陀螺仪敏感模态与驱动模态固有频率不一致的特点,首次提出静电刚度、静电阻尼组合反馈的模态控制思想,提出了利用刚度反馈调节敏感模态的谐振频率和利用阻尼反馈调节系统检测范围的多参量控制方法:并对敏感模态中静电刚度反馈校正环节和静电阻尼反馈的校正环节进行了详细的分析,建立了两个校正环节理论计算公式。提出振动轮式硅微陀螺仪信号检测电路的实现方法,建立了振动轮式硅微陀螺仪分布电容干扰模型,指出影响振动轮式硅微陀螺仪信号的主要因素是随机分布的杂散电容;为了降低前置检测电路的输入干扰噪声,在电路设计中引八相关双采样电路:设计了基于相干检测的振动轮式硅微陀螺仪微弱信号检测电路;并对敏感模念闭环控制和检测电路进行分析和仿真实验,分析结果验证
单神经元模糊控制在驱动模态闭环控制中的应用研究基于三重相关的混合电路滤波方法研究东南大学博士学位论文了上述方法的有效性。提出基于单神经元模糊控制的闭环驱动控制方案。在分析驱动模念输出信号变化规律的基础上,根据驱动模态输出信号的特征对模糊控制的输入输出空间进行了分均匀分割,建立了被控对象的模糊控制规则集;采用加权组合法实现了模糊控制输出信号的清晰化。在实用方案漫计中,对输入输出空间进行离散化处理,建立用于驱动模念控制的实时查询控制表。为增强系统的自学习和自适应能力,引入单神经元调节系统,调整系统模糊控制查询表,对丢失的信息进行补偿,增强了控制系统的鲁捧性。最后的仿真实验验证了模糊控制方法根据硅微陀螺仪输出信号和干扰信号的相关性特点,首次将三阶相关分析理论引入到硅微陀螺仪输出信号处理中。在分析相关检测基本原理的基础上,讨论了基于三阶相关分析和三阶谱分析的两种滤波方法,指出二者在滤波原理上的一致性:并分析了基于三阶相关的信号重构方法。在此基础上提出基于模拟电路和数字信号处理技术的三阶相关滤波方法。最后通过仿真实验验证了三阶相关滤波技术在消除陀螺仪输出信号背景干扰噪声方面的有效性。关键词:微机械电子系统,振动轮式硅微陀螺仪,动力学方程,驱动模态,敏感模态,谐振频率,灵敏度,模念控制,微弱信号检测,静电刚度反馈,静电阻尼反馈,校正,分布电容,相关双采样,,单神经元,三阶的有效性。相关
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东南起学博士学位论丈,,:琧,甌瓼琩,,琫甪瑃
振动轮式硅微陀螺仪信号检测及数据处理方法研究第一章绪论有集成光路的闭环光纤陀螺仪萨逐渐从实验室走向各个实际应用领域,东南犬学博士学位论丈本学位论文主要是围绕搬动轮式硅微陀蝶仪的信号特征一一信号检测一~模态控制一~信号处理这~‘条主线进行研究的。振动轮式硅微陀螺仪的工作原理和信号特征是本课题研究的基础,只有在咧确目标性能特征的情况下痡能对课题进行深入的研究。振动轮式硅微陀螺仪的信号检测和模态控制在系统组成上是相辅相承的,模态控制是信号检测的基础,因为只有使系统工作在稳定的状态下才能使信号检测成为可能,而信号捡测又是模念控制的~个基本环节,模态控制通过信号检测环获得对系统状态的估计。信号处理的主要目的是利用数字处理技术提高检测信号精度,消除混杂在检测信号中的干扰噪声。基于上述的考虑,本学位论文首先对振动轮式硅微陀螺仪的工作原理和信号特征进行了深入的分析、研究,指