基于数字控制器的石英挠性加速度计再平衡回路设计

• 作者: 袁文辉 王晓东 仇斌 孙培华
• 来源期刊: 导航与控制
• 学科: 航空航天
• 关键词: 石英挠性加速度计 差动电容检测 滑动平均滤波 线性自抗扰控制
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 传感器与执行机构|Sensors and Actuators
• 页码范围: 82-91
• 页数: 10页
• 分类号: V441
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-5558.2022.01.010

摘要

目前广泛使用的石英挠性加速度计模拟伺服电路的输出需要经过模数转换电路才能与数字计算机系统连接,转换电路的非线性误差、温度漂移等非理想因素会造成一定的精度损失.针对转换过程引起的精度损失,研制了一种基于单载波电容调制解调的脉冲输出型数字伺服电路.首先,提出了采用单载波开关电容充放电调制、滑动平均滤波解调的电容检测方案.然后,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了线性自抗扰控制算法对摆片的控制,研制的数字电路能够准确地检测加速度且以脉冲的形式输出测量结果.最后,依据国军标对研制的电路进行性能测试:此款数字伺服电路的分辨率可达3μg,1σ准则下0g/1g稳定性分别为4.06μg、4.41μg,闭环系统带宽为976Hz,以上指标均达到了模拟伺服电路的精度量级,具有较高的工程应用价值.