光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2012年
10期
2214-2221
,共8页
刘益芳%王凌云%孙道恒%吴德志
劉益芳%王凌雲%孫道恆%吳德誌
류익방%왕릉운%손도항%오덕지
隧道检测%陀螺仪%检测模态%线性二次高斯控制
隧道檢測%陀螺儀%檢測模態%線性二次高斯控製
수도검측%타라의%검측모태%선성이차고사공제
为了将微隧穿式陀螺仪(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1 nm和0.1 nm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,并将哥氏加速度和电子隧道1/f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24 dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-4nm.实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4 nA,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隙为1 nm.
為瞭將微隧穿式陀螺儀(MTG)的隧尖與檢測電極之間的隧道間隙及其變動量分彆維持在1 nm和0.1 nm併降低繫統譟聲和擴大帶寬,本文為其檢測模態設計瞭線性二次高斯(LQG)閉環反饋繫統.在利用微小量法對呈指數規律的隧道效應進行線性化的基礎上,建立瞭MTG檢測模態的線性化模型,併將哥氏加速度和電子隧道1/f譟聲分彆噹作主要的過程譟聲和輸齣譟聲,設計瞭由最優狀態估計器和線性二次(LQ)狀態調節器組成的LQG控製器.搭建瞭倣真繫統和實際的LQG控製電路併進行動態測試.倣真結果顯示,LQG控製在將繫統的信譟比提高24 dB的同時,能夠將兩箇隧道電極之間的間隙的變動量控製在10-4nm.實驗麯線錶明,隧道電流譟聲的峰峰值為0.4 nA,LQG反饋控製繫統在動態加速度信號的激勵下可維持恆定隧道間隙為1 nm.
위료장미수천식타라의(MTG)적수첨여검측전겁지간적수도간극급기변동량분별유지재1 nm화0.1 nm병강저계통조성화확대대관,본문위기검측모태설계료선성이차고사(LQG)폐배반궤계통.재이용미소량법대정지수규률적수도효응진행선성화적기출상,건립료MTG검측모태적선성화모형,병장가씨가속도화전자수도1/f조성분별당작주요적과정조성화수출조성,설계료유최우상태고계기화선성이차(LQ)상태조절기조성적LQG공제기.탑건료방진계통화실제적LQG공제전로병진행동태측시.방진결과현시,LQG공제재장계통적신조비제고24 dB적동시,능구장량개수도전겁지간적간극적변동량공제재10-4nm.실험곡선표명,수도전류조성적봉봉치위0.4 nA,LQG반궤공제계통재동태가속도신호적격려하가유지항정수도간극위1 nm.
