基于谐振频率的微机械加速度计温度补偿方法

针对硅基微机械加速度计零偏往往随温度改变而漂移的问题,设计了一种新型的温度补偿电路.通过理论研究和实验测试,发现微机械加速度计谐振频率与温度呈现非常好的线性关系.谐振频率与表头弹性梁的弹性系数的二次方根呈正比关系,而温度对于弹性系数的影响主要有3方面:弹性模量随温度的改变、机械热膨胀和热应力.通过Matlab数值仿真的方法,仿真和模拟了加速度计表头固有谐振频率与温度的关系,该仿真结果与实验测试结果符合得很好.基于以上分析,提出了一种新型温度补偿电路,通过在FPGA中设计数字锁相环模块实时检测和跟踪加速度计当前温度下的谐振频率值作为温度信号,进而补偿系统零偏输出.结果表明:在-30~60,℃全温度范围内,补偿后系统温漂峰峰值由初始的541.8,mg降低到46.0,mg,满足了工程应用需求.     

一种零极点配置自校正温度控制器的设计方法

根椐自适应控制理论在工业过程控制中的广泛的应用 ,结合计算机技术和现代控制理论 ,设计了一种零极点配置的自校正温度控制器 提出了温控对象的数学模型 ,给出了模型参数的辨识方法 ,零极点配置自校正温度控制器的设计方法 ,控制量的计算公式和仿真结果 .根据上述理论所设计的零极点配置自校正温度控制器已经用于某温度控制系统的产品 ,它的计算机模拟仿真的结果和实际应用表明 ,该控制器具有如下特点 :被控对象模型参数收敛快 ;对时变的温控对象始终具有满意的控制效果 ;控制精度高 (实际温度与设定的温度在± 1℃范围之内 ) 由于该控制器模型结构简单 ,控制精度高 ,所以可用于高性能的温度控制仪表     

高精度恒温连续可调型温控器的设计

阐述了单片机高精度温控系统的软件和硬件的设计.在本设计中,根据实际需要,采用8位单片机MCS-51和16位A/D变换器AD7705相组合构成温度采集系统,较之采用16位单片机,可进一步提高系统的性价比.通过采用数字PID控制,可使温控精度在300～500℃内达到±1℃,并可实现温度设定值的连续可调.①     

无阀压电泵驱动的集成式微混合器

设计了一种无阀压电泵驱动的集成式微混合器,其中无阀压电泵采用三棱柱阻变高度流道式结构。利用等效电路模型研究了无阀泵的流动特性,并应用Fluent软件对无阀泵及Y型微流道进行了系统仿真分析,确定了无阀泵和Y型微流道的结构参数,并优选出了系统控制参数。在实验室内制作了微混合器样机,并进行了脉动和混合效果实验,结果表明:当入口流量为0.7 mL/min、脉动频率为100Hz时,流道内脉动效果明显,由此验证了该微混合器具备良好的工作性能。此项研究可为无阀压电泵在微流控领域的应用提供借鉴。     

用于生化传感检测的自适应增量PID恒温控制系统

以控制生化传感检测中的样液温度保持恒定为目的,基于自适应增量PID算法,设计了一种精确控制样液温度值的恒温系统.首先,该系统以MSP430微处理器为系统核心,并设计了驱动半导体制冷片的驱动电路;其次,理论证明了自适应增量PID温度控制算法,并用MATIAB软件进行仿真验证,该算法可以根据温度的误差条件自适应调整参数.结果表明,设计的自适应增量PID控制的恒温系统可以对温度进行快速精确控制,使其稳定误差在±0.5℃,能够满足生化传感检测样液中温度控制的要求.     

微加速度计温度特性及敏感元件自恒温方案

温度是影响微加速度计精度的一个相当重要的因素。该文首先分析了微加速度计闭环系统各部分的温度特性对系统的影响;接着,设计实验分别测试各个部分的温度特性,确定出敏感元件的温度特性是系统温漂的主要来源;最后,设计了敏感元件芯片自恒温系统,并进行温度补偿。该方案在增加少量加热功率的基础上大大提高了系统的温度特性。实验结果表明:温控后,在增加760 mW加热功率的情况下,能保证微加速度计零偏温漂和二次补偿后零偏稳定性,分别从2.061 mgn/℃和2.269 mgn提高到0.199 mgn/℃和0.129 mgn。     

探讨冻干机温度均匀性验证方法

目的检查确认在设定温度下,电加热系统和冷冻系统能够确保板层温度在允许的波动幅度内变动,真空冷冻干燥机空载运行时板层温度分布均匀性符合设计要求,温控能力符合设计及GMP要求.方法将温度检测仪测温电阻通过冻干机验证孔放八冻干箱体内;将36根已编号的热电偶探头均匀分布于冻干机10个板层,测温电偶探头要求与板层充分接触：启动冻干机,在空载状态下进行温度分布测试,温度测试点分别为-40℃、0℃和40℃,温度恒定30 min时记录试验数据.结果达温后,温度保持过程中,同一时间冻干机各板层上所有测试点温度的最大及最小差值小于2℃.     

静电悬浮微硅陀螺的空气阻尼特性

为保证静电悬浮微陀螺在工作状态下具有期望的动态特性,需要得到微陀螺六自由度运动的空气阻尼模型。根据流体力学和分子动力学的基本理论,在考虑空气流动状态、温度和气膜可压缩性的基础上,构建了描述微陀螺压膜阻尼特性的Reynolds方程,以及描述滑膜阻尼特性的Couette流模型。将微陀螺表头内部气膜分成了8个区,推导了气膜在大间隙振动、径向摆动和轴向旋转时的气膜阻尼系数。根据微陀螺的结构参数进行气膜阻尼仿真,结果表明:轴向压膜阻尼对微陀螺支承系统的动态特性影响最大,气膜间隙-气膜阻尼系数曲线呈抛物线型,气膜阻尼系数随温度呈线性变化。     

电饭煲温度控制系统的研究

通过介绍电饭煲温度控制系统特征,建立其数学模型,分析受控对象特点,指出了传统电饭煲在温度控制方面的不足;从营养学角度设计了电饭煲的期望升温曲线,并对电饭煲温度控制系统的硬件电路进行了设计;在控制方法里引入了模型偏差补偿的思想,阐述了模型偏差补偿的算法原理和特点,并以电饭煲为被控对象进行了Matlab仿真.仿真结果表明系统误差完全在可以接受的范围内,证明模型偏差补偿的方法在电饭煲温控系统中具有精度高、可靠性强等优点.     

基于参数自整定模糊PID的加热板温控系统研究

针对具有滞后特性的温度控制系统,本文设汁了一种用于加热板温控系统的参数自整定模糊PID控制器,它利用模糊控制规则对PID参数自动整定.通过仿真表明这种控制器对温控系统模型的适应性较强,有很好的鲁棒性和控制效果,将其用于大部分大功率加热设备,能达到零超调、调节时间快且稳态误差也非常小的理想效果.