Giới thiệu
Ghi chú ứng dụng này cung cấp tổng quan về các cơ chế điều khiển khác nhau của con quay hồi chuyển rung động MEMS Coriolis (CVG) và cung cấp tổng quan về cách thực hiện nó bằng bộ khuếch đại khóa HF2Li có sẵn trên thị trườngGyroscopes MEMS là các thiết bị quán tính vi mô có thể đo phương vị hoặc vận tốc góc quayNguyên tắc dựa vào cấu trúc rung động được treo để có thể cảm nhận được các lực Coriolis khi khối lượng xoay so với không gian quán tínhCác lực Coriolis này có thể được phát hiện hiệu quả bởi bộ khuếch đại khóaĐiều khiển phản hồi thường được sử dụng để tối ưu hóa các đặc điểm rung và cải thiện hiệu suất tổng thểĐể đạt được cảm biến chính xác, cơ sở hạ tầng điều khiển trở nên phức tạp, với nhiều vòng điều khiển chạy song song Tài liệu này cung cấp một triển khai thực tế các ví dụ về điều khiển vòng lặp mở và đóng Tìm hiểu cách sử dụng các vòng khóa pha (PLL) và điều khiển tăng tự động (AGC) để thực hiện điều khiển chế độ truyền động con quay hồi chuyển cơ bảnĐiều khiển chế độ ổ đĩa sau đó được kết hợp với cảm biến vòng lặp mở hoặc các hoạt động cân bằng lại bắt buộc vòng lặp Ngoài ra, chúng tôi sẽ thảo luận về điều chế biên độ cơ điệnPhương pháp này khiến tất cả các tín hiệu được điều chỉnh biên độĐiều này cho phép cải thiện hiệu suất của con quay hồi chuyển bằng cách loại bỏ các hiệu ứng ký sinh HF2LI cung cấp nhiều chức năng khác nhau, làm cho nó trở thành một công cụ mạnh mẽ để lái xe và mô tả các con quay rung động, gia tốc kế và các cấu trúc rung MEMS khácCác tính năng chính bao gồm điều chế tín hiệu và giải điều chế ở một số tần số, PLL, điều khiển biên độ và bộ điều khiển PIDNgoài ra, hai cặp đầu ra và đầu ra tín hiệu nhiễu thấp 50 MHz cung cấp điều khiển hoàn toàn đối với cả chế độ rung động của ổ đĩa và cảm giác (xem Hình 1)
Hình 1 Bộ khuếch đại khóa HF2LI của Zurich kết hợp cơ sở hạ tầng để thực hiện điều khiển cộng hưởng cơ bản và các hoạt động con quay hồi chuyển nâng cao
nền lý thuyết
Gyroscopes là các thiết bị quán tính để đo phương vị góc hoặc vận tốc góc quay so với khung tham chiếu của quán tính Máy chủ yếu MEMS phổ biến nhất là CVG, một bộ tạo dao động điều hòa lò xo khốiĐiều này thường bao gồm một cấu trúc rung động hai độ tự do (khối lượng bằng chứng) cho phép chuyển động không bị ràng buộc dọc theo cả trục X và YĐo định hướng tương đối giữa nền tảng lắp và cấu trúc rung động để trích xuất gia tốc Coriolis chứa thông tin về vòng quay được áp dụng Con quay hồi chuyển được thiết kế để sử dụng w88 vin apk download một loạt các ứng dụng cảm biến quay, bao gồm các hệ thống điều hướng GPS, điện thoại thông minh, hệ thống giám sát sức khỏe, vv, bao gồm quốc phòng, hàng không, ô tô và thị trường tiêu dùngChúng có thể được phân loại theo loại đo (Shkel 2006): (i) Đo tốc độ xoay góc (tốc độ con quay theo dõi) hoặc (ii) Đo góc quay góc (Tích hợp tốc độ hoặc con quay hồi chuyển toàn chiều rộng)hầu hết các con quay MEMS có sẵn trên thị trường là các cảm biến đo vận tốc góc và do sự ổn định của bộ cộng hưởng và các yêu cầu nghiêm ngặt đối với cấu trúc cơ học của thuật toán điều khiển cảm biến và điều khiển phức tạpKể từ lần trình diễn đầu tiên về con quay điều chỉnh tĩnh điện tại phòng thí nghiệm Draper (Bernstein 1993), các thiết kế khác nhau đã được nghiên cứu và xuất bản w88 vin apk download tài liệu công cộng (Yazdi 1998, Xie 2003)Tuy nhiên, điều chỉnh các thiết kế ngã ba, được thương mại hóa bởi Robert Bosch GmbH và các thiết bị analog sau này, là kiến trúc con quay hồi chuyển hàng đầu w88 vin apk download ngành công nghiệp ô tôĐến nay, ADI vẫn là người tiên phong của con quay hồi chuyển MEMS tích hợp nguyên khối (Greiff 1991, Prikhodko 2014)Ở đó, các phần tử cơ học của con quay hồi chuyển được tích hợp với mạch w88 vin apk download một quy trình sản xuất
Lý thuyết hành vi của CVG
CVG có thể được giải thích w88 vin apk download mô hình phần tử tập trung đơn giản hóa, như w88 vin apk download Hình 2Mô hình này dựa trên khối lượng bằng chứng được gắn vào khung bằng lò xo đàn hồi và có thể rung không bị ràng buộc trên mặt phẳng X-YHai chế độ rung trực giao có thể được gọi là chế độ ổ đĩa và chế độ cảm giácChế độ được kết hợp bởi động lực học lực Coriolis Một phân tích chi tiết về động lực học con quay hồi chuyển đã được báo cáo w88 vin apk download (Lynch 1998), nhưng ở đây chúng tôi mô tả ngắn gọn các kết quả chính để giải thích chế độ điều khiểnCVG có thể được mô hình hóa như một bộ tạo dao động hài hòa với hai độ tự do (chế độ ổ đĩa và chế độ Sense)Một tập hợp các phương trình vi phân đơn giản cho chuyển động của khối lượng dao động của hệ tọa độ tham chiếu quay (hệ tọa độ không quán tính) được đưa ra bởi:
w88 vin apk download đó X và Y là sự dịch chuyển của chuyển động của các chế độ ổ đĩa và cảm giác, DX và DY là các hệ số suy giảm của các chế độ ổ đĩa và cảm giác, KX và KY là các hằng số lò xo phụ thuộc vào độ cứng của các chế độ ổ đĩa và cảm giácM là khối lượng của khối lượng bằng chứng của con quay hồi chuyển và là tốc độ xoay đầu vào xung quanh trục zCác thuật ngữ 2MΩ · y 'và 2mΩ · x' đại diện cho các lực coriolis kết hợp hai chế độ rung
Hình 2 Mô hình hai chiều của CVG Khối lượng bằng chứng M có thể tự do rung theo hướng x và y (chế độ ổ đĩa và hướng chế độ cảm giác)Khi được xoay về trục Z, các rung động theo hướng X được dẫn đến các rung động theo hướng y do lực coriolis Thông thường, động lực FX được đưa ra bởi phương trình fx = fxs sin (ωt) được sử dụng để kích thích và duy trì các rung động tại điểm cộng hưởng x = √ (kx / m)FXS là cường độ của lực được áp dụngBằng cách sử dụng cả điều khiển biên độ và các vòng khóa pha, nó có thể được duy trì ở biên độ không đổi x = cx0cos (ωt) Nếu bạn thay thế các phương trình này thành phương trình (2), thì
| thu được, và chúng ta có thể thấy rằng w88 vin apk download quá trình quay, lực coriolis gây ra sự dao động điều chế biên độ của chế độ cảm giác (trục y) ở cùng tần số Chế độ Sense có thể hoạt động w88 vin apk download một vòng mở hoặc vòng kínw88 vin apk download một vòng mở, lực FY bằng không (fy = 0) và giải pháp là
w88 vin apk download đó Ty là (trường hợp lý tưởng của x = ωy),
w88 vin apk download đó Qy và ωy là chế độ Sense Q-Factor và Tần số cộng hưởng Nói cách khác, chuyển vị chế độ cảm giác y là thước đo trực tiếp của vận tốc góc được áp dụngCụ thể hơn, biên độ rung dọc theo trục y có thể được đo bằng phương pháp bộ khuếch đại khóa, đo biên độ ở tần số x MEMS Sense Chế độ Đóng Điều khiển vòng lặp thường được sử dụng để tăng băng thông và dải động của con quay hồi chuyểnChế độ được gọi là cân bằng lại (vòng lặp gần) tạo ra lực của chế độ phản hồi và triệt tiêu chuyển động của chế độ cảm giácw88 vin apk download trường hợp này, lực fy được đưa ra bởi fy = fys sin (ωt) được sử dụng để giữ y ở 0 Độ lớn của lực fy là thước đo trực tiếp của vận tốc góc đầu vàoĐể sửa cho các thuật ngữ trực giao (gây ra bởi độ lệch giữa không khớp tần số Δω = x - ωy và khối lượng bằng chứng), lực lượng ứng dụng fy là
, thuật ngữ hình sin Fys sẽ không có tín hiệu coriolis và thuật ngữ cosine FYC sẽ không có tín hiệu Quadrature Tài liệu này sử dụng các ký hiệu nhỏ gọn của các thành phần thay đổi chậm CX, SX, CY và SY, như được sử dụng w88 vin apk download (Lynch 1998, Leland 2005)có thể được xác định bằng cách thực hiện các phép biến đổi tọa độ ở định dạng sau:
Biến Cx và SX biểu thị các thành phần được giải quyết của chuyển động chế độ ổ đĩa xTương tự, Cy và Sy đại diện cho các thành phần được giải quyết của chuyển động chế độ cảm giác yÝ nghĩa vật lý của các thành phần này là:CX đại diện cho biên độ chế độ ổ đĩa, SX đại diện cho pha chế độ ổ đĩa, Cy đại diện cho biên độ của Coriolis (tỷ lệ với tốc độ quay) và SY đại diện cho lỗi trực giaoTổng quan về bộ khuếch đại khóa HF2LI Để hiểu cách các bộ khuếch đại khóa kỹ thuật số HF2LI được sử dụng w88 vin apk download các ứng dụng con quay hồi chuyển, chúng tôi giải thích cấu trúc bên w88 vin apk download của thiết bị
Tổng quan về bộ khuếch đại khóa HF2LI
Mô tả cấu trúc bên w88 vin apk download của thiết bị để hiểu cách sử dụng bộ khuếch đại khóa kỹ thuật số HF2LI được sử dụng w88 vin apk download các ứng dụng con quay hồi chuyển
Hình 3 Sơ đồ cho bộ giải mã HF2LI với các cài đặt khác nhau, được tóm tắt w88 vin apk download Bảng 1 Các ký hiệu đơn giản hóa ở phía dưới được sử dụng w88 vin apk download sơ đồ w88 vin apk download tài liệu này
Thành phần quan trọng nhất của tất cả các bộ khuếch đại khóa là bộ giải mã thực hiện lọc băng tần rất hẹp trên tín hiệu đích, tập trung vào một tần số cụ thểKết quả giải điều chế đo chính xác biên độ và pha của tín hiệu, ngay cả khi tín hiệu dường như được bao phủ w88 vin apk download nhiễu Cấu trúc cơ bản của bộ giải mã HF2LI được hiển thị w88 vin apk download Hình 3Bộ giải mã bao gồm bộ chọn đầu vào tín hiệu, bộ chọn đầu vào dao động, hai bộ trộn, hai bộ lọc thông thấp và bộ chuyển đổi cartesian sang cựcTín hiệu đầu vào được chọn được nhân với một hình sin được chuẩn hóa đến từ một w88 vin apk download sáu bộ dao động đầu vào hoạt động ở tần số xác địnhsin có thể là sóng hài của ω và có thể được thay đổi pha trước khi được áp dụng cho máy trộnXác định các thành phần pha w88 vin apk download pha và hetero của tín hiệu đầu vào bằng cách sử dụng hai bộ trộn được dịch chuyển 90 ° sang nhauĐiều này cho phép bạn tính toán biên độ và pha của tín hiệu đầu vào ở tần số Như được hiển thị, đầu ra bộ điều biến bị ảnh hưởng bởi các cài đặt dịch chuyển hài hòa và pha và có thể được sử dụng làm tín hiệu kích thích cho thiết lậpBảng 1 tóm tắt cài đặt bộ giải mã HF2LI
Bảng 1 Tham số giải mã
Tín hiệu/Tham số | Mô tả |
---|---|
Đầu vào chọn | mỗi bộ giải mã có thể được kết nối với một w88 vin apk download hai đầu vào tín hiệu |
OSC Chọn | mỗi bộ giải mã có thể được kết nối với một w88 vin apk download sáu bộ dao động |
HARM | Điều hòa, thường là "1" Phép nhân tần số để giải mã hài hòa |
Biến đổi pha | Sự thay đổi pha giữa bộ dao động và máy trộn đầu vào/đầu ra |
TC, BW | Hằng số thời gian lọc thấp hoặc băng thông |
đặt hàng | Lọc đơn đặt hàng từ 1 đến 8 |
Demodulator | X, Y, R, Tín hiệu của tín hiệu đo |
đầu ra | |
đầu ra hình sin | Tín hiệu sóng hình sin có thể được kết nối với một w88 vin apk download hai đầu ra tín hiệu |
Như được hiển thị w88 vin apk download Hình 4, HF2LI bao gồm tám bộ giải điều chế pha kép, hai w88 vin apk download số đó được sử dụng cho hoạt động PLL và sáu là cấu hình linh hoạt của người dùngMáy trộn đầu vào/đầu ra cho phép bạn kết nối đầu vào hoặc đầu ra của bộ giải mã với một w88 vin apk download hai đầu vào vật lý và đầu ra của thiết bịBộ ghép kênh đầu ra có thể khuếch đại và thêm tín hiệu từ các bộ điều chế khác nhauĐiều này cho phép tín hiệu từ hai hoặc nhiều đầu ra bộ điều biến được kết hợp kỹ thuật sốNgoài ra, HF2LI có tùy chọn điều chế (HF2LI-MOD) cho phép bạn thực hiện điều chỉnh biên độ hoặc điều chế tần số Tùy chọn điều chế cho phép bộ tạo dao động điều khiển bộ giải mã w88 vin apk download Hình 3 thay đổi bộ giải mã để bộ giải mã thực hiện giải điều chế biên độNhư được hiển thị w88 vin apk download Hình 5, các tín hiệu dao động được áp dụng cho các bộ điều chế 2 và 3 là tổng và chênh lệch của hai tần sốKết quả là, có thể thực hiện giải điều chế tần bên trực tiếp của tín hiệu điều chế biên độVí dụ: tín hiệu có tần số sóng mang F1 = 52 kHz và tần số điều chế biên độ F2 = F3 = 2 kHz có thể được giải điều chế trực tiếp ở tần số bên cạnh 52 + 2 kHz và 52-2 kHzTheo truyền thống, hai bộ khuếch đại khóa được yêu cầu để thực hiện thao tác nàyNgoài ra, HF2LI cũng có thể sửa một hoặc cả tần số điều chế và sóng mang hoặc kiểm soát chúng bằng PLL Điều này cho phép thực hiện giải điều chế băng bên trực tiếp được thực hiện w88 vin apk download khi cũng cho phép bộ cộng hưởng hoạt động ở tần số cộng hưởng vốn có của nó thông qua PLL
Hình 4 Sơ đồ cho đầu vào và đầu ra HF2LI hiển thị hai đầu vào tín hiệu, hai đầu ra của bộ tạo tín hiệu, sáu bộ điều chỉnh pha kép và hai vòng khóa pha (yêu cầu cả HF2LI-PLL và HF2LI-MF
Hình 5 Sơ đồ của ba bộ giải điều chế HF2LI với điều chế biên độ được áp dụngTùy chọn điều chế của HF2LI cho phép người dùng xác định tần số sóng mang F1 và tần số băng bên F2 và F3 để điều chế biên độ Do đó, bộ giải mã 2 hoạt động ở tần số tổng F1 + F2 và bộ giải mã 3 hoạt động ở tần số chênh lệch F1 + F2 (nếu không sử dụng sóng hài)Điều này cho phép giải điều chế trực tiếp các tín hiệu Sidebands F1 + F2 và F1 - F2 Tần số dao động F1, F2, F3 đều có thể động, ví dụ, có thể được điều khiển bằng PLL hoặc tham chiếu bên ngoài
Hoạt động của con quay hồi chuyển
Phần này mô tả các chế độ ổ đĩa và cảm giác quan trọng nhất của con quay hồi chuyển MEMS bằng cách sử dụng các bộ khuếch đại khóa HF2LIĐiều này sẽ giúp người đọc hiểu các nguyên tắc cơ bản của cơ chế điều khiển con quay hồi chuyển và cách sử dụng bộ khuếch đại khóa HF2LI để điều khiển cả chế độ rung động và cảm giác của các rung động
Điều khiển chế độ ổ đĩa
w88 vin apk download điều khiển chế độ truyền động, các rung động của con quay hồi chuyển rung được duy trì ở trạng thái cộng hưởng bởi PLL Ngoài ra, bộ điều khiển PID được sử dụng để giữ cho biên độ cơ học không đổiNếu không, nhiệt độ trôi có thể làm giảm hiệu suất CVGThiết lập cơ bản được hiển thị w88 vin apk download Hình 6Chế độ ổ đĩa của con quay hồi kết được kết nối với đầu vào và đầu ra của HF2LIĐiều quan trọng cần lưu ý là các mạch bổ sung không được hiển thị có thể được yêu cầu, chẳng hạn như chuyển đổi điện áp hiện tại w88 vin apk download trường hợp ổ truyền động, một phần bù (voffset) thường được áp dụng cho tín hiệu ổ đĩaPhần bù này có thể được thêm vào bằng cách sử dụng mạch bên ngoài hoặc rất thuận tiện bằng cách sử dụng đầu nối bổ sung trên bảng điều khiển phía trước HF2LIkhóa PLL với tần số cộng hưởng ở chế độ ổ đĩaĐầu ra bộ điều biến của bộ giải mã 1 được sử dụng để kích thích w88 vin apk download chế độ ổ đĩaDịch chuyển pha điều biến ⌀x được đặt để tối đa hóa biên độ của rung độngPha ⌀x thường là 90 độ trừ khi các thiết bị điện tử con quay có ảnh hưởng tiêu cực đến pha của tín hiệu đứa trẻTần số của Dao động 1 được điều khiển bởi PLL 1, khiến vòng lặp PLL đóng lạiNgoài ra, vòng lặp AGC giữ cho biên độ kích thích hằng sốAGC sử dụng bộ điều khiển PID để so sánh và điều chỉnh biên độ rung của chế độ ổ đĩa với các cài đặt được chỉ định Đầu ra giải mã X (CX w88 vin apk download phương trình 7) của bộ giải mã 2 với dịch chuyển pha bằng không đóng vai trò là đầu vào cho bộ điều khiển PID Một bộ giải mã thứ hai được yêu cầu để đặt giai đoạn giải điều chế một cách độc lập với pha đầu ra của bộ điều biến(Xem Hình 3 để biết thêm thông tin)
Hình 6 Điều khiển chế độ ổ đĩa của con quay hoặc bộ cộng hưởng điển hình với các vòng khóa pha và bộ điều khiển PID để điều khiển tăng tự động PLL giữ bộ cộng hưởng ở tần số cộng hưởng vốn có của nóPID sửa biên độ cộng hưởng
Sense Mode Open Loop Control
w88 vin apk download thiết bị con quay hồi chuyển đơn giản nhất, điều khiển chế độ truyền động của con quay hồi chuyển áp dụng như được mô tả w88 vin apk download phần trước, nhưng chế độ Sense được triển khai w88 vin apk download một vòng mởSơ đồ này là một w88 vin apk download những nguyên tắc hoạt động cơ bản và được sử dụng rộng rãiMột ví dụ có thể được tìm thấy w88 vin apk download (Prikhodko 2012) và (Prikhodko 2013)Như được hiển thị w88 vin apk download Hình 7, đầu vào của bộ giải mã 3 được kết nối với đầu ra chế độ cảm giác của con quay hồi chuyểnDemOdulator 3 sử dụng Dao động 1, được điều khiển bởi PLLDịch chuyển pha Demodulator là đầu ra Coriolis (CY w88 vin apk download phương trình 8) w88 vin apk download đó thành phần y của bộ giải mã 3 tỷ lệ thuận với vận tốc góc và được điều chỉnh sao cho thành phần x của bộ giải mã 3 là sai số theo phương trình (SY w88 vin apk download phương trình 8)Giai đoạn thường được đặt bởi thử nghiệm và lỗi cho đến khi thành phần X không còn bị ảnh hưởng bởi xoay (khi con quay hồi chuyển đang quay)Nó có thể thay đổi từ -90 độ đến 90 độ tùy thuộc vào điều kiện khớp chế độ (chênh lệch giữa tần số tự nhiên của chế độ ổ đĩa và cảm giác)Thời gian đáp ứng con quay hồi chuyển cho vòng quay đầu vào bị giới hạn bởi hằng số thời gian phân rã biên độ (Công thức 5), giới hạn băng thông con quay hồi chuyển (Lynch 1998)Để tăng băng thông (giảm thời gian đáp ứng) và loại bỏ ảnh hưởng của sự không phù hợp tần số w88 vin apk download yếu tố tỷ lệ con quay hồi chuyển, phải sử dụng kiểm soát áp suất lực (xem phần tiếp theo)
Hình 7 Điều khiển con quay hồi chuyển với chế độ ổ đĩa vòng kín và các phép đo chế độ cảm giác vòng lặp mở Chế độ ổ đĩa được điều khiển bởi PLL và AGC Đầu ra của con quay hồi chuyển là dao động ở chế độ Sense, được đo bằng bộ giải mã hoạt động ở cùng tần số với PLL ở chế độ truyền động
Điều khiển lực lượng để kiểm soát
Chế độ đo tốc độ Các chi tiết vận hành con quay hồi chuyển được giải thích w88 vin apk download (Lynch 1998) Hình 8 cho thấy bốn vòng điều khiển cho con quay hồi chuyển rung động MEMS Coriolis: Chế độ ổ đĩa và Chế độ cảm giácCụ thể, hai tín hiệu đầu vào từ con quay hồi chuyển (từ chế độ truyền động và cảm giác) được giải điều chế để thu được tín hiệu w88 vin apk download pha và w88 vin apk download pha (pha khác nhau) SX, CX, SY, CY (cho ký hiệu (Lynch 1998)Tín hiệu SX và CX là các thành phần w88 vin apk download X và Heterophase Y của đầu ra bộ điều biến của dao động chế độ truyền động, tương ứng Xem phương trình 7Tương tự, tín hiệu CY và SY là các thành phần y ngoài pha của bộ giải mã chế độ X và chế độ cảm giác w88 vin apk download phaNếu các giai đoạn giải điều chế ⌀x và ⌀y được đặt như được giải thích w88 vin apk download phần trước, ý nghĩa vật lý của các tín hiệu này là: CX biểu thị biên độ chế độ ổ đĩa, SX đại diện cho pha chế độ truyền động, cy đại diện cho biên độ coriolis (tỷ lệ biến đổi)Bốn tín hiệu này hoạt động như đầu vào cho bốn vòng điều khiển, một w88 vin apk download số đó là PLLBộ điều khiển PID được sử dụng, nhưng thuật ngữ vi sai D thường không được sử dụngTín hiệu điều khiển từ vòng lặp PID được thêm vào để có được một đầu ra ổ đĩa, được đưa trở lại con quay hồi chuyển để điều khiển chế độ SenseĐiều khiển chế độ ổ đĩa giống như được mô tả w88 vin apk download phần trướcPID bằng cách điều chỉnh biên độ của bộ điều biến đầu ra 2 từ bộ điều khiển 2, bộ giải mã 4 (với sự thay đổi pha 90 độ), đầu ra y của bộ giải mã 3 (CY w88 vin apk download phương trình 8) được giữ ở mức 0Tương tự, bộ điều khiển PID 3 duy trì đầu ra x của bộ giải mã 3 (SY w88 vin apk download phương trình 8) ở 0 (ở độ dịch pha bằng 0) bằng cách điều chỉnh biên độ của bộ điều biến đầu ra 2 từ bộ giải mã 2 Chế độ FTR mở rộng băng thông của con quay hồi chuyển ngoài giới hạn của các chế độ cảm giác vòng mở, thường bị giới hạn bởi hằng số thời gian phân rã biên độBăng thông vòng lặp FTR được điều khiển bởi P và I TăngNgoài ra, hệ số tỷ lệ FTR ổn định hơn vì nó không phụ thuộc vào sự không nhất quán tần số (trái ngược với hệ số tỷ lệ vòng lặp mở)
Hình 8 Điều khiển con quay hồi chuyển với cả chế độ ổ đĩa vòng kín và chế độ cảm giác vòng kín Chế độ này thường được gọi là cân bằng lại bắt buộc (FTR) w88 vin apk download FTR, kiểm soát phản hồi sẽ ngăn chặn tốc độ chế độ cảm giác và đầu ra quadrature Lực phản hồi cần thiết là thước đo tốc độ của vòng quay góc
Điều chế nhà cung cấp
w88 vin apk download các ứng dụng con quay hồi chuyển, độ nhạy phát hiện được cải thiện bằng cách sử dụng các sơ đồ điều chế tần số sóng mang (Trusov 2007)Điều chế sóng mang loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu nền và hiệu ứng ký sinhHF2LI là một thiết bị đặc biệt phù hợp cho mục đích này vì đây là bộ khuếch đại khóa kỹ thuật số duy nhất có cơ sở hạ tầng đủ với một thiết bị duy nhất để điều khiển hoàn toàn các chế độ ổ đĩa và cảm giác, bao gồm điều chế sóng mang
Hình 9 Điều khiển chế độ ổ đĩa của con quay hồi chuyển khi điều chế sóng mang được sử dụng Tín hiệu con quay với FRES tần số cộng hưởng là biên độ được điều chế ở tần số sóng mang FC Do đó, tín hiệu quan tâm sẽ chuyển sang tần số FC + FRES và FC - FRES Các thiết lập được hiển thị là (i) bị khóa vào FC + FRES của PLL, (ii) giải điều điều chỉnh băng bên trực tiếp với Fc + FRES và (iii) tính toán tần số kích thích FRE từ FC + FRES và FC bằng chế độ dẫn đầu kích thích của Mod (IV)
Ngoài vòng điều khiển được đề cập ở trên, tín hiệu sóng mang có tần số FC (một thứ tự cao hơn một thứ tự cao hơn chuyển động cộng hưởng của con quay hồi chuyển) được sử dụng để tách khỏi nguồn cấp dữ liệu ký sinhBộ giải mã w88 vin apk download trường hợp này hoạt động như w88 vin apk download Hình 9Kỹ thuật này đã được áp dụng, ví dụ, w88 vin apk download (Prikhodko 2011, Prikhodko 2012) và được gọi là điều chế biên độ cơ điện (EAM) Việc thực hiện của nó đòi hỏi phải giải điều chế tín hiệu gyromotion theo cả hướng dẫn và hướng cảm giác Đây thường là trường hợp đối với con quay khối khối lượng gấp bốn (QMG) được sử dụng w88 vin apk download (Prikhodko 2011) Tín hiệu mang là tần số điều chế 2 kHz so với 52 kHz Hình 9 Hình 10 Hình 11, tín hiệu sóng mang 52 kHz từ bộ tạo tín hiệu được đưa vào vòng gyrog Đầu vào bộ khuếch đại khóa đầu tiên được sử dụng để chọn tín hiệu chế độ ổ đĩa từ con quay hồi chuyển và đầu vào thứ hai được sử dụng để đọc tín hiệu chế độ SenseĐầu ra đầu tiên được sử dụng để điều khiển chế độ ổ đĩa, w88 vin apk download khi đầu ra thứ hai được dành cho chế độ cảm giác kiểm soát, cả hai đều tạo ra tín hiệu đầu ra với tần số rung tự nhiên của con quay hồi chuyển (w88 vin apk download trường hợp này là khoảng 2 kHz) Như được giải thích w88 vin apk download phần trước, hoạt động của một con quay vòng vòng kín yêu cầu bạn kiểm soát ba biến đồng thời: CX (biên độ), Cy (tốc độ) và SY (trực giao)Điều này đạt được bởi ba bộ điều khiển PID (ngoại trừ PLL) và ba bộ điều biến tạo tín hiệu phản hồi ở tần số của bộ tạo dao động 1, với ba dịch pha khác nhau từ nhauBiên độ của độ rung chế độ ổ đĩa được đo bằng bộ giải mã 3 và được điều khiển bởi PID 1Vận tốc và phương trình của chế độ cảm giác được đo bằng bộ giải mã 6 và được điều khiển bởi PID 2 và PID 3, tương ứngNếu các giai đoạn giải điều chế của bộ giải mã 3 và 6 được đặt thành 0 và ⌀Y (được giải thích w88 vin apk download phần trước), sau đó DemOdulator 3 Thành phần X là biên độ, bộ điều biến 6 thành phần Y là tốc độ và bộ điều chỉnh 6 thành phần x QuadBa thành phần giải điều chế này được đưa vào PID, duy trì biên độ ở mức không đổi, duy trì tín hiệu tốc độ ở 0 và cũng duy trì trực giao ở 0Đầu ra của đầu ra PID được điều chỉnh để tạo thành tín hiệu phản hồi (nghĩa là, bằng cách kiểm soát biên độ đầu ra của tín hiệu dao động)Giả sử sự thay đổi pha của thiết bị điện tử mặt trước của con quay hồi chuyển là không đáng kể, đầu ra bộ điều biến của bộ giải mã 2 với sự thay đổi pha 90 độ được sử dụng cho cả phản hồi biên độ và tốc độMặt khác, đầu ra bộ điều biến của bộ giải mã 5 với sự thay đổi pha 0 được sử dụng để vô hiệu hóa bậc haiCuối cùng, đầu ra được điều chế được tổng hợp trước khi cung cấp tín hiệu điều khiển trở lại con quay hồi chuyển
Hình 10 Điều khiển con quay hồi chuyển với cả chế độ truyền động vòng kín và cân bằng lại (FTR) khi điều chế sóng mang được sử dụng
Sơ đồ w88 vin apk download Hình 10 giả định có sự thay đổi pha 90 độ giữa lực ứng dụng và sự dịch chuyển khi cộng hưởng Nói cách khác, pha của đầu ra bộ điều biến của bộ giải mã 2 được đặt thành 90 độNếu các thiết bị điện tử phía trước của con quay hồi chuyển có tác động tiêu cực đến mối quan hệ tôpô này, sơ đồ w88 vin apk download Hình 11 có thể được áp dụng Trái ngược với các nuring trực giao AC được đề xuất w88 vin apk download Hình 10, hiệu chỉnh trực giao có thể đạt được bằng cách áp dụng điện áp DC vào điện cực con quay trực giao trực giao26181_26270Điều này giải phóng đầu ra bộ điều biến của bộ giải mã 2 và cho phép nó được đặt thành bất kỳ pha ổ đĩa nào w88 vin apk download đó biên độ được tối đa hóa Đầu ra bộ điều biến của bộ giải mã 5 với pha điều chế 90 độ được sử dụng để 0 tín hiệu tốc độ
Hình 11 Điều khiển con quay hồi chuyển với sự cân bằng lại, điều chế sóng mang và điều chỉnh trực giao DC
Đọc toàn chiều
Trái ngược với chế độ đo tốc độ với trục rung đã cho, chế độ đo góc (chiều rộng toàn bộ) yêu cầu tiền định miễn phí của mẫu rungĐọc toàn bộ chiều rộng cũng là một cách để điều khiển con quay hồi chuyển mà không có lỗi do lực lái Bài đọc toàn chiều rộng được hiển thị w88 vin apk download Hình 11 đã được triển khai để có được kết quả cho (Prikhodko 2011) và (Prikhodko 2013)(Prikhodko 2013), các thành phần được giải điều chế của tín hiệu pickoff con quay (phương trình 7 Và phương trình 8) được sử dụng để tính toán các giá trị tức thời(Prikhodko 2011) đã sử dụng hoạt động toàn chiều rộng w88 vin apk download vòng lặp mở Để bắt đầu độ rung, con quay hồi chuyển với tần số hoạt động là 2 kHz được điều khiển tĩnh điện thành chuyển động cộng hưởng chống pha bằng cách sử dụng một vòng khóa pha, sau đó đột nhiên tắt (hiển thị bằng công tắc init w88 vin apk download Hình 12)Công nghệ EAM bằng cách sử dụng giải điều chế teband đã được sử dụng để phát hiện các rung động w88 vin apk download các chế độ ổ đĩa và cảm giác và đo các góc suy đoánGóc được tính toán từ các thành phần CX, SX, CY, SY đã được giải điều chế ngoại tuyến bằng máy tính
Hình 12 Gyroscope với điều chế nhà cung cấp chế độ toàn chiều rộng với việc đọc vòng lặp mở
Lợi ích người dùng HF2LI
Kiểm soát con quay hồi chuyển rung rất phức tạp vì nhiều vòng điều khiển cần được chạy song song Thêm vào đó, để có hiệu suất tốt nhất, bạn cần điện tử có độ chính xác cao, có tiếng ồn thấp w88 vin apk download suốt thiết lập của bạnBộ khuếch đại khóa HF2LI kết hợp độ chính xác và tính linh hoạt cần thiết cho một vỏ, làm cho nó đặc biệt phù hợp để kiểm soát con quay hồi chuyểnHai đầu vào nhiễu thấp, sáu bộ khuếch đại khóa pha kép, hai PLL, bốn bộ điều khiển PID có mục đích chung và hai bộ tạo tín hiệu có sẵn và có thể được kết hợp để cung cấp chức năng cần thiếtThiết bị HF2LI đơn bao gồm khả năng điều khiển các chế độ truyền động và rung với PLL được khóa tần số cộng hưởng duy nhất, điều khiển cân bằng lại bắt buộc, vòng điều khiển qua hai chiều và công nghệ điều chế sóng mang để thực hiện tối ưuĐiều này làm cho HF2Li trở thành bộ khuếch đại khóa có sẵn trên thị trường chính xác nhất ở chỗ nó phân tách các thành phần qua hai pha và hữu ích (đại diện cho phản ứng coriolis của CVG)Ngoài các tính năng trên, HF2LI còn cung cấp một bộ công cụMặc dù các công cụ này chưa được đề cập w88 vin apk download cuốn sách này, chúng đi một chặng đường dài w88 vin apk download việc giúp các nhà thí nghiệm phân tích thiết lập đo lường và nhanh chóng tìm thấy các tham số thích hợpTất cả những thứ này đều có sẵn w88 vin apk download phần mềm giao diện người dùng tiêu chuẩn
- Zoomfft: Phổ tần số gần tần số cộng hưởng Tại đây, bạn có thể gỡ lỗi sự ổn định và xáo trộn của PLL của hệ thống, chẳng hạn như các vấn đề về mặt đất
- Cố vấn PLL: Trình mô phỏng để tìm tham số PLL
- PID Advisor: Simulator để tìm tham số PID
- Dao động: Hiển thị tín hiệu đầu vào/đầu ra thô
- Sweeper: Giúp tìm sự thay đổi pha cần thiết để đặt tần số cộng hưởng và PLL để cộng hưởng
- Plotter: Cung cấp chế độ xem thoáng qua về tín hiệu tần số và biên độ Nó giúp bạn đặt các tham số PID và giám sát thiết bị w88 vin apk download quá trình đo
- 28932_28993
Ngoài HF2LI, các công cụ Zurich còn cung cấp các bộ khuếch đại khóa UHFLIUHFLI có thể hoạt động ở tần số lên tới 600 MHz và có một tính năng rất giống nhau được đặt thành HF2LIHằng số thời gian tối thiểu cho UHFLI thấp và bộ điều khiển PID nhanhrất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu băng thông điều khiển cao hơnLiên hệ với các công cụ Zurich để biết thêm thông tin và hỗ trợ về cách áp dụng bộ khuếch đại khóa HF2LI hoặc UHFLI cho một thiết lập con quay hồi chuyển cụ thể
LỜI CẢM ƠN
Ghi chú ứng dụng này được tạo với Igor Prikhodko, cựu thành viên của Phòng thí nghiệm Microsystems tại Đại học California, Irvine và hiện là của Analog Devices, Inc, đặt tại Wilmington, Massachusetts, Hoa KỳChúng tôi cũng cảm ơn A A Trusov, A M Shkel và S A Zotov của Phòng thí nghiệm Microsystems, Đại học California, Irvine, vì các cuộc thảo luận sâu sắc của họ về CVG và hỗ trợ
Tài liệu tham khảo
- 29751_29938
- J A Gregory, J Y Cho, Phương pháp bồi thường không phù hợp tiểu thuyết cho con quay tích hợp tỷ lệ, w88 vin apk download Proc: Vị trí, Vị trí và Hội nghị chuyên đề Điều hướng (Kế hoạch IEEE/ION 2012), Myrtle Beach, SC, USA, 23 tháng 4-26 tháng 4 năm 2012, trang 252-258
- p Greiff, B Boxenhorn, T King, L Niles, "Silicon Mono Ithic Microm Microm Microm Micomicope", cảm biến trạng thái rắn và bộ truyền động, 1991 Digest of Kỹ thuật, Đầu dò '91, tr966-968, 24-27 tháng 6 năm 1991
- Hướng dẫn sử dụng HF2, Công cụ Zurich AG, Zurich, Thụy Sĩ, wwwzhinstcom
- r P Leland, Tiếng ồn cơ học cơ khí w88 vin apk download các con quay hồi chuyển MEMS, Tạp chí Cảm biến, IEEE, 5 (3), trang 493-500, 2005
- 30812_31180
- i P Prikhodko, S Zotov, A Trusov và A Shkel, con lắc Foucault trên một con chip: góc đo silicon mems con quay hồi chuyển, ở Proc của Hội nghị Hệ thống Cơ điện Micro Micro (MEMS 2011), Cancun, Mexico, ngày 23 tháng 1
- i P Prikhodko, A Trusov và A Shkel, Hồi giáo về phía bắc với độ chính xác của Radian 0,004 bằng cách sử dụng con quay khối lượng lớn Silicon MEMS với yếu tố Q là 1 triệu, ở Proc của Hội nghị Hệ thống Cơ điện Micro Micro (MEMS 2012), Paris, Pháp, ngày 29 tháng 1 2, 2012, trang 164 Từ167
- i P Prikhodko, Phát triển của một Gyrocompass tự hiệu chuẩn cho việc tìm kiếm phía bắc và theo dõi, luận án, Đại học California Irvine, 2013
- IP Prikhodko, JA Gregory, C Merritt, JA Geen, J Chang, J Bergeron, W Clark, MW Judy, Hồi tự hiệu hóa tự hiệu chuẩn cho các con quay hồi chuyển MEMS chi phí thấp, ở Proc: Vị trí, Vị trí và Hội thảo điều hướng (IEEE/IONPLANS 2014)
- AM Shkel, Hồi loại I và con quay rung động vi mô loại II, w88 vin apk download Proc: Vị trí, Vị trí và Hội nghị chuyên đề Điều hướng (Kế hoạch IEEE/ION 2006), San Diego, CA, Hoa Kỳ, 25 Nott27 tháng 4 năm 2006, trang 586
- a Trusov và A Shkel, Hồi Một sơ đồ phát hiện điện dung mới với kế thừa tự hiệu chuẩn, Tạp chí IEEE/ASME Tạp chí Hệ thống vi cơ điện tử, Vol 16, không 6, trang 1324 Từ1333, tháng 12 năm 2007
- a Trusov et al Cân bằng lại lực lượng, toàn bộ góc độ và cơ giới hóa tự hiệu chuẩn của silicon mems tứ giác, Hội nghị chuyên đề quốc tế về cảm biến và hệ thống quán tính (IEEE ISISS 2014), Bãi biển Laguna, CA, Hoa Kỳ, ngày 25-26 tháng 2 năm 2014
- J-K Woo, J Y Cho, C Boyd, và K Najafi, Mic toàn bộ chế độ Micromachined Fuse-Silica Birdbath Resonator Gyroscope (WA-brg), ở Proc của Hội nghị Hệ thống Cơ điện Micro Micro (MEMS 2014), San Francisco, CA, Hoa Kỳ, ngày 26-30 tháng 1 năm 2014, trang 20-23
- h Xie và GK Fedder, Tích hợp các con quay hồi chuyển MEMS, Tạp chí Kỹ thuật hàng không vũ trụ, tập 16 (2003), số 2, tr 65-75
- n Yazdi, F Ayazi, K Najafi, "Cảm biến quán tính micromachined", Kỷ yếu của IEEE, Vol86, số 8, tr1640-1659, tháng 8 năm 1998