专利名称：一种加速度计温度控制系统分析方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及温度控制系统技术，特别涉及一种加速度计温度控制分析方法及其系统技术领域。
背景技术：
加速度计作为惯性测量的重要器件，具有精度高、长期稳定性好，适合微小加速度测量的优点。温度、振动和磁场等环境载荷的变化都会影响加速度计输出精度，其中温度的影响尤为重要，因此，进行惯导系统设计时需要考虑环境温度的影响，对于平台惯导系统需要设计温度控制系统，为加速度计提供一个温度相对恒定的工作环境，从而提高导航精度。
目前，加速度计温度控制系统的缺陷在于被控对象的热容及热传导系数不易测量，缺少精确的模型，因此，建立精确的加速度计温度控制系统，需要在温度控制系统分析方法、建模方法等方面取得进展。但现有技术中，加速度计温度控制系统中温控电路的设计，通过不断的试凑来实现，缺乏热设计的理论支撑，当环境改变时，会出现控制精度超差等现象。对于加速度计温度控制系统的各个环节，缺乏必要的分析判断依据，没考虑加速度计温度控制的各个环节与实际系统之间的误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种加速度计温度控制系统的分析方法和分析系统。本发明的技术解决方案一种加速度计温度控制系统分析方法，包括如下步骤步骤一，设定加速度计期望的工作温度所对应的电压，判断实测温度传感器U'是否小于所述设定电压，若是，则进入下一步；步骤二，设定差分放大系数为Sn，根据预设的多个Sn数值，分别与所述加速度计温度控制系统反馈电压与所述设定电压的电压差△ U相乘，并将电压信号放大为Utl并传输给电压转换电流单元；步骤三，对所述电压转换电流单元进行判断，若其处于饱和区，加速度计进入升温状态，则所述AU转换为恒定电流信号，传输给所述加速度计的加热元件从而对所述加速度计内部进行饱和加热，若为放大区，加速度计进入升温状态，则Utl转换为与所述电压差AU数值成一定比例的电流经过加热元件对所述加速度计内部进行饱和加热；若为死区，则停止对所述加速度计加热，所述加速度计进入降温状态；步骤四，温度传感单元将检测出所述加速度计内部的温度的变化转换化为电流变化并传输给电流转换电压单元转换为反馈电压；步骤五，判断将所述反馈电压是否小于所述设定电压，若是则回到步骤二，若否，则所述电压转换电流环节处于死区状态，则停止对所述加速度计加热，进入降温状态。步骤六，获取Sn在不同取值时，加速度计控制系统的响应曲线与稳态曲线，则随放大系数Sn变大超调量成呈先升高再降低的趋势，而系统稳态误差处于同一水平；所述温度传感器将检测出所述加速度计内部的温度变化转化为电流变化时还包括对延时环节〃'的分析，τ为延时时间，根据预设的多个τ数值，得出τ在不同取值时，系统对应的响应曲线与稳态曲线，则随延时时间τ变大而系统超调量和稳态误差变大。对所述加速度计进行饱和加热时，还包括对加热状态建立一个加温电压与温度的
一阶辨识模型
权利要求
1.一种加速度计温度控制系统分析方法，其特征在于包括如下步骤 步骤一，设定加速度计期望的工作温度所对应的电压，判断实测温度传感器U'是否小于所述设定电压，若是，则进入下一步； 步骤二，设定差分放大系数为Sn，根据预设的多个Sn数值，分别与所述加速度计温度控制系统反馈电压与所述设定电压的电压差AU相乘，并将电压信号放大为Utl并传输给电压转换电流单元； 步骤三，对所述电压转换电流单元进行判断，若其处于饱和区，加速度计进入升温状态，则所述AU转换为恒定电流信号，传输给所述加速度计的加热元件从而对所述加速度计内部进行饱和加热，若为放大区，加速度计进入升温状态，则Utl转换为与所述电压差AU数值成一定比例的电流经过加热元件对所述加速度计内部进行饱和加热；若为死区，则停止对所述加速度计加热，所述加速度计进入降温状态； 步骤四，温度传感单元将检测出所述加速度计内部的温度的变化转换化为电流变化并传输给电流转换电压单元转换为反馈电压； 步骤五，判断将所述反馈电压是否小于所述设定电压，若是则回到步骤二，若否，则所述电压转换电流环节处于死区状态，则停止对所述加速度计加热，进入降温状态。
步骤六，获取Sn在不同取值时，加速度计控制系统的响应曲线与稳态曲线，则随放大系数Sn变大超调量成呈先升高再降低的趋势，而系统稳态误差处于同一水平。
2.根据权利要求I所述的分析方法，其特征在于所述温度传感器将检测出所述加速度计内部的温度变化转化为电流变化时还包括对延时环节P的分析，τ为延时时间，根据预设的多个τ数值，得出τ在不同取值时，系统对应的响应曲线与稳态曲线，则随延时时间τ变大而系统超调量和稳态误差变大。
3.根据权利要求I所述的分析方法，其特征在于对所述加速度计进行饱和加热时，还包括对加热状态建立一个加温电压与温度的一阶辨识模型= ，其中，K为比例系数，τ为惯性时间常数，对所述一阶辨识模型利用增广最小二乘法进行模型参数辨识，得出温度随加温电压增加而变大的辨识曲线。
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于还包括将所述惯性时间常数T按比例m增大，根据预设的多个m数值，得出m在不同取值时，系统对应的响应曲线与稳态曲线，则随时间常数T变大而系统超调量和稳态误差变小的关系曲线。
5.根据权利要求I所述的分析方法，其特征在于还包括对所述降温状态建立一阶辨识模型
6.根据权利要求I所述的加速度计温度控制系统分析方法，其特征在于还包括建立一小惯性环节
7.一种加速度计温度控制分析系统，包括加速度计，其特征在于还包括以下单元一电压差判断单元，用于判断反馈电压是否小于设定电压； 一差分放大单元，用来放大所述系统反馈电压与所述设定电压的电压差AU得到； 一电压转换电流单元，所述电压转换电流单元包括判断模块和转换模块，所述判断模块对所述转换模块工作状态进行判断，若其处于饱和区，则所述Utl转换为恒定电流信号，传输给所述加速度计的加热元件从而对所述加速度计内部进行饱和加热，若为放大区，则Utl转换为与电压差△ U数值成一定比例的电流经过所述加热元件对所述加速度计内部进行饱和加热；若为死区，则停止对所述加速度计加热，所述加速度计进入降温状态； 一升温单元，接收经所述电压转换电流单元转换的电流，对所述加速度计升温； 一温度检测单元，用于检测所述加速度计内部的温度； 一电流转换电压单元，接收所述温度检测单元传输的电流转化为反馈电压； 一降温单元，用于为加速度计散热降温。
一关系曲线拟合单元，用于拟合各单元中变量与系统超调量和稳态误差的关系，并选择最佳值。
8.根据权利要求7所述的加速度计温度控制分析系统，其特征在于所述温度检测单元包括一温度传感器和一延时模块，所述温度传感器用于敏感加速度计内部的温度，延时模块用于设定延时环节e_TS。
全文摘要
本发明提供一种加速度计温度控制系统分析方法及分析系统，本发明提供的分析方法包括加速度计、电压差判断单元、差分放大单元、电压转换电流单元、升温单元、温度检测单元、电流转换电压单元、降温单元和关系曲线拟合单元。本发明提供的方法在包括如何利用上述单元工作的基础上还提供了对各单元的分析，从而获得各单元最佳工作状态时各参数的值，从而指导实际加速度计温度控制系统的设计。利用本发明提供的分析方法和系统，可以较好的分析系统中各个单元设计与实际控制系统的误差，不断改进调整所述加速度计温度控制系统，从而更好的指导加速度计温度控制系统的设计。
文档编号G05D23/19GK102890518SQ20121022885
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者于湘涛, 刘松, 魏超, 徐国栋, 李平, 张宁, 张晟, 姜福涛 申请人:航天科工惯性技术有限公司