基于MEMS微加速度计的无视觉传感器防摇控制系统研究

文章摘要： 图4感应器电学原理图 电容与位移之间的关系为： 式中，x为可动臂(执行器)的位移；d为没有加速度时固定臂与悬臂之间的距离。由式(13)和式(14)可得： 根据力学原理，在稳定情况下，质量块的力学方程为： 式中，k为弹簧的劲度系数；m为质量块的质量。因此，外界加速度与输出电压的关系为： 可见，在加速度计的结构和输入电压确定的情况下，输出电压与加速度呈正比关系。 无视觉传感器防摇控制系统的设计 为达到较好的

基于MEMS微加速度计的无视觉传感器防摇控制系统研究,标签：传感技术知识,传感器与检测技术,http://www.88dzw.com
        
        图4　感应器电学原理图 
        
　　电容与位移之间的关系为： 
       
        式中，x为可动臂(执行器)的位移；d为没有加速度时固定臂与悬臂之间的距离。由式(13)和式(14)可得：
        
　　根据力学原理，在稳定情况下，质量块的力学方程为： 
                
        式中，k为弹簧的劲度系数；m为质量块的质量。因此，外界加速度与输出电压的关系为： 
        　　 
        可见，在加速度计的结构和输入电压确定的情况下，输出电压与加速度呈正比关系。 

无视觉传感器防摇控制系统的设计 

        为达到较好的防摇控制效果，采用闭环控制系统，将检测到的信息传送到控制系统中的微机，由微机内部控制软件处理后将最佳的控制参数(如PID控制参数)提供给小车调速系统，通过调节小车的速度和方向，控制小车的运行，来减少吊具及负载的摆动幅度。 

        图5为闭环控制系统框图。图中，n为PLC(可编程序控制器)输出电机转速值，v(t)为小车实际运行线速度，v_d(t)为小车理想运行线速度，Kw为反馈系数。 
        
        图5　闭环控制系统框图 

        从小车-吊重系统的控制来看，有两种控制方式：一种是力控制方式，通过控制系统数学模型中小车牵引电机和吊重提升电机的输出力矩来抑制吊重摆动，关系较为明确，控制系统的输入变量为电机力矩，输出变量是小车速度与吊重摆角，但要对此求解，并得出给定摆角时的电机力矩就非常困难，而且要控制电机力矩的输出也非常困难；另一种是速度控制方式，以电机转速或小车速度解为输入变量，以吊重摆角等作为输出变量，求解方便，而且控制电机的转速比控制电机的输出力矩要方便得多。由于PLC的输出不能直接去控制电机的转速，因此需在PLC和牵引电机之间增加一个控制设备。 

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