傳感器動態(tài)補償濾波器及其硬件實現(xiàn)方式研究.pdf

1、傳感器是測控系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)，其測量精度對整個系統(tǒng)的性能亦有著決定性的影響。因此，對傳感器靜、動態(tài)特性進行校準和補償?shù)难芯恳殉蔀閲鴥?nèi)外學術(shù)研究的重要課題。本文以消減傳感器動態(tài)誤差提高測量精度為目的，重點討論了基于改進粒子群優(yōu)化算法的傳感器動態(tài)補償濾波器設(shè)計方法。為了實現(xiàn)對傳感器動態(tài)誤差的實時在線修正本文還對傳感器動態(tài)補償濾波器的硬件實現(xiàn)方式展開了研究。
　　在簡要介紹了傳感器動態(tài)特性與動態(tài)誤差的基本概念后，引出了由于傳感器動態(tài)特性不

2、夠理想從而造成測量結(jié)果失真的問題，并對該問題進行了詳細的闡述和分析。為了運用動態(tài)補償濾波器解決這一問題，本文重點介紹了基于改進粒子群優(yōu)化算法的動態(tài)補償濾波器設(shè)計方法，該方法屬于系統(tǒng)逆建模范疇，整個過程無需知道傳感器動態(tài)模型，避免了傳感器動態(tài)建模誤差對動態(tài)補償?shù)挠绊?。然后通過仿真和實驗對所獲動態(tài)補償濾波器的可行性、對訓練樣本的依賴性以及對噪聲的敏感性進行了驗證和分析。
　　考慮到在許多的測控系統(tǒng)中，傳感器輸出結(jié)果直接關(guān)系到后端的決策

3、，因此本文對傳感器動態(tài)誤差的實時在線修正展開了研究。首先研究了運用數(shù)字信號處理器來實現(xiàn)對傳感器動態(tài)誤差的實時修正，在研制基于TMS320F2812 DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用線性緩沖區(qū)技術(shù)、IQmath技術(shù)完成了傳感器動態(tài)補償濾波器的DSP實現(xiàn)，然后通過實驗對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能力和實時修正能力進行了驗證。由于算法在DSP芯片內(nèi)是順序執(zhí)行地所以在很多實時性和采樣率要求較高的場合DSP無法勝任實時處理，因此本文還對基于FPGA的傳感器動