基于∑△调制技术的数字反馈控制系统设计

《基于∑△调制技术的数字反馈控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西北工业大学硕士学位论文摘要力平衡式电容微莉械加速度传感器是目前研究最多的一类微加速度传感器，在国外，∑一△调制技术已经成为一种普遍被接受的方法用于微加速度计系统中来抑制噪声提高系统性能。当前，基于∑一△调制技术的微加速度计系统还仅仅停留在研究阶段，最多也只是在实验室做出样机，国内目前关于这方面的研究报道很少，因此该系统可研究的价值非常大。本文运用∑一△调制的方法设计了一种新型的微加速度计系统。运用冲激响应不变法，将加速度计中机械模拟部分转换成数字形式。量化器的线性模型则采用最小均方差的方法实现。该微加速度计

2、系统的性能用Matlab进行了仿真实验，结果表明：该微加速度计系统是一个低通系统，且在低频段(加速度计的响应频段)具有近似的线性相位；系统对量化噪声进行了整形处理，使得噪声转移到了高频段。另外，对系统在正弦加速度输入下的输出进行Matlab／Simulink仿真，得出系统的输出基本跟随了输入，由于抽样频率很高，输出信号近似为连续信号。研究结果表明，运用∑一△调制技术设计微加速度计系统是切实可行的，并且可以作为后续研究的基础。关键词：微加速度计∑一△调制力反馈噪声整形商北上业大学硕士学位论文AbstractTh

3、eforcebalancingcapacitivemicro-accelerometersisparticularlyattractivecomparedtootherinertiasensorsatpresent．Sigma—deltamodulationhasbecomeapopulartechniqueindesigningmicro—accelerometersinforeigntorestraintnoiseandenhancethesystemperformance．Presently,micro

4、—accderometemusingsigma—deltamodulationisonlyontheresearchingstagealthoughtheprototypeshasbeenmadeinthelaboratory,andonlylittlemsearehinthisdomainhasbeenreportedindomestic，thereforeitispromisingtostudythissystem．Anewmicro—accelerometerwaSdesignedusing∑一△mod

5、uJationinthisarticle．Confmuous-timemodelwastransformedtodiserete-timebasedORthefIRmethod．ThelinearquantizerlinearmodelWasestablishedusingtheLMSmethod．BytheanalysisofthesystemcharactersimulationusingMatlabwecanknowthatthemicro—accelerometersystemisalowpasssy

6、stemandithaslinearphasecharacteristicapproximatelyinthelowfrequencyband(theaccelerometerresponsefrequencyband)．ThesimulationresultalsodisplayedthatthesecondordernoiseshapingWasperformedinthissystemwhichmadethenoisetraⅡsfertohighfrequencyband．Throughthesimul

7、ationoftheoutputresponseofthesineaccelerationinputusingMatlab／Simulinkweseethattheoutputfollowstheinputapproximatelyandtheoutputsignalisnearlyacontinuoussignalbecausesamplingfrequencyisveryhigh．Theresultshowthatthemethodofdesigningmicro—accelerometersusing∑

8、一△modulationiSfeasibleanditcanbethefoundationoffeatherstudy．KeyWords：microaccelerometer,∑一△modulation,forcefeedback．noiseshaping西北工业大学硕士学位论文第一章绪论微加速度传感器形式多样，应用非常广泛，其中力平衡式电容加速度传感器是目前研究最多的一类加速度传感器，它能显著降低