摘要：采用粒子群优化(PSO)算法对微机电系统(MEMS)压力传感器电桥电阻进行了优化设计和验证。基于PSO算法的基本原理,建立电桥参数模型,充分利用冗余的测量数据配置优化条件,通过迭代运算得到了传感器惠斯通电桥电阻数值解,并将其作为零偏补偿的依据。然后根据计算和测试结果进行了零偏补偿,对补偿后结果进行了验证。结果表明,计算输出零偏值与实测输出零偏值之间的相对误差<1%;补偿后传感器的零偏值控制在0.5mV以内,实测零偏满量程误差≤0.1%。研究证明采用该算法模型可有效计算出MEMS压力传感器的电桥电阻参数,基于其计算结果的补偿方案可提升传感器电桥精度。

摘要：电液振动台随机振动控制方法是大型结构振动环境模拟的关键技术。基于线性模型设计的经典三状态控制策略难以补偿非匹配干扰力对随机振动系统控制精度的影响。滑模控制方法能够在一定程度上抑制干扰力的影响,但现有控制器设计过程中忽略了伺服阀的零偏,难以应用于加速度随机振动控制系统中。针对上述问题,建立单轴电液振动台非线性状态空间模型,基于反步法和Lyapunov第二法,分别设计针对非匹配干扰力和伺服阀零偏的控制律,利用参考模型生成期望信号及其各阶导数,构建模型参考滑模控制器,实现干扰力抑制和伺服阀零偏补偿。将模型参考滑模控制器与三状态顺馈控制器相结合,实现振动台系统的加速度随机振动控制。位置阶跃响应及加速度随机振动仿真分析和实验研究表明,模型参考滑模控制器能够明显改善电液振动台的瞬态性能指标,提高加速度随机波参考信号的跟踪精度。

摘要：针对油气井测量时所面临的小孔径、超深井、温度范围广、温度变化率高、工作时间长等挑战,研究了基于MEMS陀螺仪的定向测斜仪,设计了MEMS陀螺定向测斜仪软硬件系统.为确保该环境下的测量精度提出了一种动态温度补偿方案,并采用基于小波滤波多尺度分析的方法对动态温变环境下陀螺输出信号进行去噪滤波处理,以实现定向测斜仪系统的测量精度.论文给出了定向测斜仪硬件系统方案、定向测斜算法、小波多尺度滤波算法.测试结果表明:该系统在常温和动态温变环境下井斜方位角精度优于±2°,井斜角精度优于±0.1°,工作温度最高150℃,可适应我国深层油气井勘探开发的应用场景需求.

摘要：电流/频率转换电路主要用于惯导领域中加速度计输出电流测量,目前典型电流/频率转换电路功耗较大,限制了其应用范围。通常采用分流电路进行低功耗电流/频率转换电路设计,但该方式会带来较大零偏误差,影响电路测量精度。对此分析了影响低功耗电流/频率转换电路零偏的原因,提出了一种利用单片机实现零偏补偿的方法,其只需多次烧录程序就可实现迭代补偿,通过对三个典型温度点粗补偿和全温度段精补偿,较便捷地实现了高精度零偏补偿。经过试验验证,设计的产品全温零偏小于0.15 Hz,功耗为典型电路的1/5,具有较高的工程应用价值和良好的市场前景。