【摘 要】
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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
【机 构】
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厦门大学机电工程系,厦门大学航空系
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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.
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