您当前的位置:首页>论文资料>微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制

微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制

资料类别:论文资料

文档格式:PDF电子版

文件大小:789.57 KB

资料语言:中文

更新时间:2025-01-14 08:57:39



推荐标签:

内容简介

微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制 第20卷第10期 2012年10月
文章编号1004-924X(2012)10-2214-08
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
Vol. 20No. 10
Oct.2012
微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制
刘益芳",王凌云1,孙道恒1,吴德志2*
(1.厦门大学机电工程系,福建厦门361005;2.厦门大学航空系,福建厦门361005)
摘要:为了将微隧穿式陀媒仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1nm和0.1nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上,建立了MTG检测模态的线性化模型,并将再氏加速度和电子隧道1/噪声分别当作主要的过程噪声和输出噪声,设计了由最优状态估计器和线性二次(LQ)状态调节器组成的LQG控制器。搭建了仿真系统和实际的LQG控制电路并进行动态测试。仿真结果显示,LQG控制在将系统的信噪比提高24dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-*nm。实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4nA,LQG反馈控制系
统在动态加速度信号的激励下可维持恒定隧道间除为1nm。关键词:隧道检测;陀爆仅;检测模态;线性二次高斯控制
中图分类号:U666.163
文献标识码:A
doi:10,3788/OPE.20122010.2214
LQGcontrolforsensingmodeofmicrotunnelinggyroscope
LIU Yi-fang', WANG Ling-yun', SUN Dao-heng', WU De-zhi?
(1.Departmentof Mechanical and Electrical Engineering XiamenUniversity,Xiamen 361005,China
2.DepartmentofAeronautics,XiamenUniversity,Xiamen361005,China)
*Correspondingauthor,E-mail:wdzrmu.edu.cn
Abstract: In order to maintain the tunneling gap and its fluctuation between a tunneling tip and a de tecting electrode at the operation points of 1 nm and O. 1 nm respectively, a Linear Quadratic Gauss(LQG) closed-loop feedback control system was designed to reduce the system noise and to expand the bandwidth of the Micro Tunneling Gyroscope (MTG). Based on the linearization of the exponential tunneling effect using the minification method, the linearized model of the sensing mode of the MTG was deduced, By taking the Coriolis acceleration and electronic tunneling 1/f noise as the process noise and output noise of the sensing mode of the MTG, respectively, the LQG controller composed of a optimal state estimator and a Linear Quadratic (LQ)regulator was designed. The simulated system and the real LQG control circuit were established for the dynamic test. The simulation results show that the signal-to-noise ratio can be increased by 24 dB and the deviation of the tunneling gap between the two electrodes can be maintained at the value of 1o4 nm by the proposed LQG feedback control-ler. Furthermore, the testing curve indicates that the peak-to-peak amplitude of the tunneling current
收稿日期:2012-04-25;修订日期:2012-06-18.
基金项目:国家白然科学基金资助项目(No.51035002),青年科学基金资助项目(No.51105320);中央高校基本科研
业务费专项资金资助项目(No.2010121039)
上一章:微加热器热传导试验与计算 下一章:深紫外光刻照明系统光束整形单元的设计

相关文章

微机械隧道陀螺仪的时变线性二次高斯预测控制 基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析 具L2有界不确定性系统线性二次鲁棒最优控制-LQL方法 基于高斯拟合的光纤型 SPR 信号的峰值检测算法 机械及结构动力学现代理论方法 非线性动力学的模态变换与建模 非高斯噪声环境下的信号检测与自适应滤波方法 结构非线性分析的二次摄动法 基于信息融合实现的激光陀螺调腔检测