国家自然科学基金(61074162)
- 作品数：16 被引量：23H指数：5
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- 双弱连接结构的高精度超流体陀螺的量程分析被引量：10
- 2011年
- 基于交流约瑟夫森效应的超流体陀螺研究是当前高性能新原理陀螺技术研究的一个重要方向。低温物理中基于交流约瑟夫森效应敏感转动角速度的典型双弱连接超流体陀螺方案原理上具有高灵敏度的技术优势,从工作原理上来说目前该方案要发展成有实用性陀螺仪面临着量程小这一关键问题,仿真分析表明了量程的范围与敏感面积和约瑟夫森频率的影响关系,并显示了仅调整这两个参数扩展量程范围的局限性,进而在此基础上研究了扩展量程的改进思路和方法。
- 谢征刘建业赵伟冯铭瑜
- 关键词：高灵敏度量程
- 双弱连接超流体陀螺信息提取与量程扩展技术被引量：6
- 2012年
- 针对当前双弱连接超流体陀螺方案中存在的变输入角速度信息的提取和系统量程小的问题,提出了相应的角速度信息提取方法和有效扩大量程的方案(幅值锁定技术)。在积分处将采样时间间隔内的角速度值做恒值处理,角速度信息从薄膜位移振动信息中提取;幅值锁定法是将流量幅值持续锁定在某点,实时计算反馈相位。对两个解决方案进行了深入的仿真与分析,并对系统的误差进行了修正和补偿。结果表明,两个解决方案都是切实可行的。
- 冯铭瑜赵伟刘建业谢征郑睿
- 关键词：信息提取
- 随机振动引起的超流体陀螺噪声特性被引量：3
- 2013年
- 新型超流体陀螺的输出易受随机振动影响,为此须研究随机振动引起的噪声特性以提高其测量精度。根据超流体陀螺的工作原理,分析了由随机振动引起的噪声来源为两部分:旋转角振动和线振动。在建立了该噪声数学模型的基础上,利用通用的参数对该噪声特性进行了仿真与分析。结果表明,随着角速度的增大,该噪声逐渐增大;在角速度变化量的范围内,该噪声呈现先减小,再增大的变化规律;在约瑟夫森频率的范围内,该噪声总体上呈现增大的趋势,而在局部上出现了尖峰值,当约瑟夫森频率的范围在使该噪声出现尖峰值的频率附近时,该噪声严重影响超流体陀螺的测量精度。
- 郑睿赵伟刘建业聂威程庆
- 关键词：超流体物质波噪声
- 基于模糊控制器的热相移辅助超流体陀螺研究被引量：4
- 2014年
- 基于热相移辅助的超流体陀螺理论上的测量灵敏度能达到10-7rad/s,具有发展为高精度陀螺的潜力。但由于热相移注入过程中存在一定惯性,会使得超流体陀螺的测量精度急剧下降。为消除热相位注入惯性给系统带来的影响,本文提出了基于Fuzzy-PID的智能控制方案,该方案能针对大惯性产生的温度失调进行抑制,具有鲁棒性好、精确度高和不需要对对象精确建模等优点。本文根据该系统特性设计了超流体陀螺热相移模糊控制器,且通过仿真验证表明本文设计的Fuzzy-PID控制器有效减小了热相位注入惯性对超流体陀螺测量精度的影响。
- 聂威赵伟郑睿刘建业
- 关键词：模糊控制器
- 基于微孔参数优化的超流体陀螺噪声抑制方法被引量：1
- 2019年
- 为了解决超流体陀螺噪声较大,限制其高测量精度的潜力发挥的问题,提出了一种基于微孔参数优化的噪声抑制方法。根据超流体流过单一微孔的速度幅值,分析了微孔孔径对超流体流量幅值的影响;在考虑热噪声的情况下,推导了微孔数量和超流体流量幅值之间的方程;构建了微孔参数与超流体陀螺噪声之间的数学模型。基于该数学模型开展仿真与分析,由仿真结果可知:随着微孔孔径和微孔数量的增加,陀螺噪声呈现下降的趋势。采用最优微孔参数:微孔孔径为95 nm,微孔数量为5625时,超流体陀螺的噪声被抑制为取通用参数(微孔孔径为70 nm,微孔数量为4225)时的1/2,使得超流体陀螺的测量精度得到了显著提高。
- 郑睿余童程龙阅
- 关键词：噪声抑制参数优化噪声分析
- 基于全程监测的超流体陀螺量程扩展方法被引量：3
- 2014年
- 新型高精度超流体陀螺当前面临的关键问题之一是量程较小,极大地限制了其应用领域.为此,提出了基于全程监测的超流体陀螺量程扩展方法,并设计了实现方案.该方法采用调整其面积矢量方向并在初始时刻注入热相移的技术,避免了超流体陀螺的工作点达到盲点,从而实现对其工作点的全程监测.仿真结果表明,该方法能够有效地解算角速度测量值,使超流体陀螺的测量量程不再受到限制,并且能够判别旋转的极性.
- 郑睿赵伟刘建业聂威程庆
- 关键词：量程
- ~4He量子干涉仪陀螺的数学模型(英文)被引量：5
- 2012年
- 建立了4He量子干涉仪陀螺的数学模型,包括驱动方程,流量方程和位置方程。该数学模型可以完整地描述4He量子干涉仪陀螺系统。由驱动方程可知,采用热驱动的陀螺能够长期工作,但采用压力驱动的陀螺只能短时间工作。由流量方程可知,流过弱连接的超流体流量中,不仅含有表示旋转通量的交流流量,还含有由驱动引起的其他流量。位置方程表达了薄膜的位移,该位移是陀螺系统中唯一能被检测的物理量。基于实验参数的仿真验证了数学模型的有效性。根据本文建立的数学模型,可以进一步研究4He量子干涉仪陀螺的性能和分析该陀螺的误差。
- 郑睿赵伟刘建业谢征冯铭瑜
- 关键词：数学模型压力驱动热驱动
- 超流体陀螺仪的发展概况与研究进展被引量：11
- 2012年
- 超流体陀螺基于低温物理量子理论发展,有望成为新一代高精度陀螺仪的重要方向。通过对超流体陀螺的研究现状进行调研和分析,阐述了主要的几类超流体陀螺的原理和特点,分析了超流体陀螺的发展前景。对于基于交流(AC)约瑟夫森效应的超流体陀螺的灵敏度以及温度和体积上的优势展开了分析,并针对前期研究中的原理方案设计、加工和制冷技术以及误差分析等问题提出了思考并进行了展望,旨在加强国内研究者的交流,进一步促进新陀螺技术的发展。
- 刘建业谢征冯铭瑜赵伟郑睿
- 关键词：超流体陀螺约瑟夫森效应
- 基于EKF的超流体陀螺噪声抑制方法被引量：1
- 2017年
- 超流体陀螺是基于物质波萨格纳克效应的干涉式陀螺仪,存在输出噪声较大致使其高测量精度的潜力不能发挥等问题.为此,基于超流体陀螺的工作机理,推导其状态方程和测量方程,构建其运动模型.对测量方程在工作点处进行泰勒级数展开,将其线性化,提出超流体陀螺的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,从信号处理角度抑制该陀螺噪声.仿真结果表明,基于该方法得到的角速度测量值误差有了较大改善,超流体陀螺的测量精度有了显著提高.
- 郑睿赵伟方明星杜友武
- 关键词：超流体陀螺仪扩展卡尔曼滤波噪声
- 基于压力和热相移的超流体陀螺量程扩展方案
- 超流体陀螺是一种新型的基于低温物理学的陀螺仪,其有望发展成为下一代超高精度的陀螺仪。量程扩展是超流体陀螺中的一项关键技术,本文提出了一种基于相移锁定法的扩展量程的方案,该方案为解决以往注入热相移存在延时无法实时补偿萨格纳...
- 郭紫赵伟刘建业
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