一种新型的闭环真空硅微陀螺仪(英文)

提出了一种新型的硅微陀螺仪闭环控制策略.所设计的硅微陀螺仪工作在10 Pa,采用金属壳CAN封装形式,驱动和检测两模态品质因素高达10000以上,且都采用了基于静电力反馈方法实现闭环.驱动模态采用单边驱动单边检测,尽量使线路简化;检测模态采用双重分解和重构闭环回路.测试结果表明:有用信号和正交信号实现很好的相位解耦,互不影响;在满量程4-300(°)/s、标度因素9.6 mV/((°)·S)的情况下,零偏稳定性已达到28(°)/h;非线性度达到400×10-6;仿真带宽大于100 Hz.这较以前设计的仅在空气下工作的硅微陀螺性能提高了近2个数量级.     

硅微陀螺仪正交误差和失调误差抑制线路

分析了正交误差和失调误差产生的原因,推导了正交误差和失调误差的表达式.开环系统分析表明,为了避免开环系统出现谐振峰,两模态(驱动模态与敏感模态)频差δf必须小于1/(2Qy).为了消除正交误差、失调误差及电容传感器自身非线性的影响,设计了一个可实现正交误差校正的闭环反馈电路.实验结果表明,正交误差和失调误差得到较好抑制.与开环检测相比,闭环反馈回路将标度因数非线性从16.02%减少到0.35%,将最大测量范围从±270(°) /s扩展到±370(°) /s,将零偏稳定性从155.2(°) /h提高到60.6(°) /h.     

基于BP神经网络的硅微陀螺仪温度补偿方法（英文）

研究了硅微陀螺的温度特性,提出了硅微陀螺仪的温度补偿方法.首先,采用开环电路测试了微陀螺仪的谐振频率和品质因素随温度变化的情况,并采用闭环电路测试了微陀螺整机零偏随温度变化规律.然后,为研究降低温度对微陀螺性能的影响,提出了一种基于误差反向传播（BP）神经网络的温度补偿方法.通过Matlab仿真,基于BP神经网络温度补偿的优化模型经过4步就得到很好训练,并使全温范围内微陀螺零偏的目标误差达到0.001.该补偿方法实时运行试验结果表明,环境温度在-40 ～80℃变化过程中,微陀螺仪的最大零偏经过补偿能从12.43（°） /s降低到0.75（°） /s,从而大大提高了微陀螺仪的零偏稳定性.     

框架式硅微陀螺仪的数学模型及工作状况分析

介绍了框架式硅微角振动陀螺仪的工作原理,给出了框架式硅微角振动陀螺仪的工作原理图和结构示意图。利用刚体转动的欧拉动力学方程,经过严格的力学分析和严密的数学演算,推导了框架式硅微角振动陀螺仪工作时,陀螺仪的基座与外框架之间的夹角θ和内框架、外框架之间夹角的关系的一个微分方程模型。并对该数学模型进行了简化,得到了近似解,最后利用近似解分析了框架式硅微角振动陀螺仪的基本工作规律。     

差分电容式微机械陀螺的自激驱动电路研究

本文从差分电容式硅微机械陀螺的器件结构角度分析了陀螺驱动信号和检测信号的关系,得出了陀螺的理想驱动信号必须满足的条件,由此提出了差分电容式微机械陀螺的自激驱动方式并设计了总体电路结构,最后总结了陀螺自激驱动电路的优点以及设计难点.     

一种基于FPGA控制的新型CCD驱动电路设计

设计出一种新型的FPGA编程控制CCD驱动电路方法。通过仿真与实验结果表明,该方法能实现CCD的驱动时序、采样和信号输出。该方法采用VHDL语言,电路设计简单化、直观化、稳定性高,容易修改;采用PCI总线,电路能迅速完成采集和传输。该设计具有较好的性价比和抗噪声性能。     

电磁驱动无阀并联微泵的设计与制作工艺

A parallel dynamic passive valveless micropump was designed, which consists of three layers-valve, diaphragm and electromagnetic coil. The valve was wetly etched in a silicon wafer, the diaphragm was a PDMS （polydimethyl siloxane） film spun on a silicon wafer with embedded permanent magnet posts, and the coil was electroplated on a silicon substrate. Under the actuation of the magnetic field generated by coils, the flexible diaphragm could be displaced upwards and downwards. After analyzing magnetic and mechanical characteristic of the flexible membrane and direction-dependence of the nozzle, a micropump was designed. And the relative length （L/d） of the micropump nozzle was taken 4. A 7 × 7 array of permanent magnetic posts was embedded in the PDMS film. Two diaphragms worked in an anti-step mode, which could relieve the liquid shock and increase the discharge of the micropump. The ANSYS and Matlab were adopted to analyze the actuation effect of the coil and the flow characteristic of the micropump. Results show that when actuated under a 0.3 A, 100 Hz current, the displacement of the diaphragm is more than 30 μm, and the discharge of the micropump is about 6 μL/s.     

基于新型螺旋相位滤波器提高图像边缘增强对比度的方法

提出了利用类贝塞尔螺旋相位滤波器实现提高图像边缘增强对比度的方法．给出了普通螺旋相位滤波器和类贝塞尔螺旋相位滤波器的点扩散函数,并利用圆孔、汉字和洋葱表皮细胞等三幅图像进行了边缘增强的模拟计算,发现与普通螺旋相位滤波器的图像边缘增强结果相比,基于类贝塞尔螺旋相位滤波器的图像边缘增强对比度得到显著提高．     

MEMS陀螺数字闭环驱动控制设计与实现(英文)

为了有效控制陀螺驱动模态的工作状态,从原理上分析了微机械陀螺的驱动特性,提出了一个新型的微机械陀螺闭环驱动数字控制电路,即采用数字锁相环和自动增益控制方法分别控制驱动频率和振荡幅度.设计了带有现场可编程门阵列的数字处理电路,并进行了实验.结果表明:当温度变化时,驱动频率能够自动跟踪陀螺驱动模态的谐振频率,并且振荡幅值始终保持在设定值.在常温下驱动频率相对偏差为0.624×10-6,振荡幅值相对偏差为8.0×10-6,分别是模拟控制方案的0.094%和18.39%.因此,基于数字锁相环和自动增益控制的频率和幅值闭环驱动控制方案是可行的.     

用于CORDIC算法的一种新的模校正方法(英文)

提出一种新的纠正CORDIC算法中模因子的方法以解决传统方法所带来的电路结构不规则、系统吞吐率降低等弊端.首先根据迭代方程之间的关系,通过推导引入一个新的迭代方程,将模因子的校正过程转化为只需要移位和加法运算即可实现的简单的迭代过程.然后分析了该算法量化误差中的舍入误差所带来的影响,并提出该误差可以通过对迭代方程中的系数进行合适取值来降低.最后对提出的算法通过Matlab建模并利用Verilog HDL语言进行RTL级编程,经过综合后在FPGA上进行了验证.仿真结果表明,与传统方法相比,在相同精度条件下使用所提方法只需要额外的一个时钟周期即可达到模校正的目的,且不需要修改基本的迭代操作.因此电路实现比较规则,同时系统吞吐率变化较小.     

Study on Rotor IGBT Chopper Control for Induction Motor Drive

Rotor chopper control is a simple and effective drive method for induction motor.This paper presents a novel IGBT chopper topology,which can both adjust rotor resistance and protect IGBT efficiently.Investigation on the quasi-transient state of the rotor rectifying circuit is made,and a nonlinear mapping between the equivalent resinstance and the duty cycle is deduced.Furthermore,the method for determining the magnitude of the external resistor is introduced.     

Searching for complete set of free resource rectangles on FPGA area based on CPTR

As a coprocessor, field-programmable gate array (FPGA) is the hardware computing processor accelerating the computing capacity of computers. To efficiently manage the hardware free resources for the placing of tasks on FPGA and take full advantage of the partially reconfigurable units, good utilization of chip resources is an important and necessary work. In this paper, a new method is proposed to find the complete set of maximal free resource rectangles based on the cross point of edge lines of running tasks on FPGA area, and the prove process is provided to make sure the correctness of this method.     

基于FPGA的磁浮列车空气弹簧控制系统设计

在磁浮列车运行时,需要调节空气弹簧的刚度来保证车体的平稳,本文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)信号处理的、以继电器为主要控制器件的磁浮列车空气弹簧充排气控制模块来调节空气弹簧的刚度.试验证明该设计是可行的,能够满足磁浮列车空气弹簧控制系统的要求.     

基于FPGA的音频芯片输出控制设计

研究使用VHDL对FPGA进行编程并控制wm8731音频解码芯片将数字音频信号转换为模拟音频信号输出。通过对wm8731芯片的数字音频信号输入时序和控制信号时序的研究,达到对wm8731芯片进行控制及模拟音频信号输出的控制。实验结果表明,本设计可以达到控制wm8731进行音频信号的数模转换的功能。     

Adaptive inverse control of air supply flow for proton exchange membrane fuel cell systems

To prevent the oxygen starvation and improve the system output performance, an adaptive inverse control (AIC) strategy is developed to regulate the air supply flow of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) system in this paper.The PEMFC stack and the air supply system including a compressor and a supply manifold are modeled for the purpose of performance analysis and controller design. A recurrent fuzzy neural network (RFNN) is utilized to identify the inverse model of the controlled system and generates a suitable control input during the abrupt step change of external disturbances. Compared with the PI controller, numerical simulations are performed to validate the effectiveness and advantages of the proposed AIC strategy.