声表面波加速度计的闭环方案研究

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1、西北工业大学硕士学位论文摘要摘要介于目前声表面波加速度计样机中存在的实际问题，本文深入研究了声表面波技术的基础理论和谐振式SAW加速度计的基本组成及工作原理，并对加速度计灵敏系数进行了详细推导与计算。在此基础上，结合力矩发生器结构特点以及闭环反馈力类型，详细分析了磁电式模拟力反馈闭环方案，磁电式脉冲力反馈闭环方案。在静电力平衡方案中，直接利用SAW加速度计惯性质量作为差动式电容的一个极板，组成静电力发生器，并利用脉宽调制反馈力方案解决了静电力发生器非线性的难题。深入分析了静电式脉宽调制闭环方案的系

2、统特性，结合自控原理理论和仿真分析对静电式脉宽调制闭环系统参数进行设计计算。根据所选最佳参数进行仿真，给出系统的频率特性及动态性能指标。本文是为SAW加速度计走向实用化、工程化而进行的基础性关键性技术研究、分析与设计。这些任务的圆满完成，将为声表面波加速度计走向实用、走向市场打下坚实的基础。关键词：声表面波谐振式SAW加速度计磁电式闭环方案静电力式闭环方案模拟力反馈脉宽调制力反馈西北工业大学硕士学位论文ABSTRACTAccordingtothepracticalproblemsofSAWacce

3、lerometeLthispaperdeeplyresearchedthebasictheoryofSAWaccelerometerandthestructure，theworkingprincipleofSAWresonantaceelerometer．ThendetailedlyeducedthesensitivecoefficientoftheSAWaccelerometenCombinedwiththecharacteristicoftheforceproducersandthediffe

4、renttypeofthefeedbackforce，itanalyzedthemagnetoelectricanalogforcefeedbackandthemagnetoelectricdigitalpulseforcefeedbackclosed—loopplans．Intheelectrostaticforceclosed—loopplan，usingtheinertiamassofSAWaccelerometerasoneboardofthedifferentialcapacity,fl

5、SitgottheelectrostaticforceproducenAndwiththepulsewidthmodulationmethod，linearizedtheelectrostaticforceproducer．Itdeeplyanalyzedthespecialityoftheelectrostaticforceclosed-loopplan，andworkedoutthesystemparametersfromautomaticcontroltheoryandsimulation．

6、Accordingtothebestselectedparameters，itgavethesystemfrequencyspecialityanddynamicperformance．ThispapercarriedtheimportantandfundamentalresearchonthepracticaluseofSAWaccelerometeLSAWaccelerometerisexpectedtobecomeengineeringandmarketablebasingontheperf

7、ectionofthisresearch．Keywords：surfaceacousticwave(SAW)SAWresonanceaccelerometermagnetoelectricforceclosed—loopplananalogforcefeedbackelectrostaticforceclosed-loopplanpulsewidthmodulmionforcefeedback西北工业大学硕士学位论文第一章绪论§1．1加速度计加速度计是惯性系统中的主要惯性元件之一，广泛地应用于各种

8、加速度测量装置，尤其是航空航天飞行器、制导式武器的导航装置。它输出与运载体的运动加速度成比例或有一定关系的信号。加速度计作用原理基于牛顿的经典力学，即牛顿力学第二定理所述：物体在外力的作用下将产生加速度，其大小与所加外力成正比，与物体质量成反比，方向与作用力的方相一致。测量加速度的方法很多，对应每种测量方法可以制造出几种不同形式的加速度计。目前广泛使用的加速度计，按其工作原理可分为应变式加速度传感器、压阻式加速度传感器、谐振式加速度传感器、压电式加速度传感器等等。应变式加速度传感器