Прецизионное термостатирование резонатора на объёмных акустических волнах. Моделирование и синтез системы управления
Abstract
The results of the solutions of actual problem - the precision (at a level not less then 3,3·10-6°С) temperature control of a sapphire high-overtone bulk-acoustic resonator are presented in the paper. Necessity of thermal stabilization of system construction based on two thermoelectric modules connected in series with introduction of a damping layer between them is justified. A control system has been synthesized taking into account the dynamic properties of such a structure, an algorithm of its configuration is described, features of transients are investigated. The results of simulation of thermal stabilization system, proving the fundamental possibility of creation of a generator on a sapphire high-overtone bulk-acoustic resonator for modern radar systems with high sensitivity and resolution, are presented.
- radiolocation
- high-overtone bulk-acoustic resonator
- precision thermostatting
- simulation
- control system
Аннотация (на русском)
Прецизионное термостатирование резонатора на объёмных акустических волнах. Моделирование и синтез системы управления
В работе приведены результаты поиска решения актуальной проблемы прецизионного термостатирования сапфирового резонатора на объёмных акустических волнах – на уровне не хуже 3,3·10 -6°С. Обоснована необходимость построения системы термостабилизации на основе двух последовательно соединенных термоэлектрических модулей с введением демпфирующего слоя между ними. Предложена система управления, синтезированная с учетом динамических свойств такой структуры, описан алгоритм её настройки, исследованы особенности переходных процессов. Приведены результаты моделирования системы термостабилизации, доказывающие принципиальную возможность построения генератора на сапфировом резонаторе на объёмных акустических волнах для современных систем радиолокации с повышенной чувствительностью и разрешением.
For citation
Zagorodnov A.P., Iakunin A.N. Прецизионное термостатирование резонатора на объёмных акустических волнах. Моделирование и синтез системы управления // Journal of Radio Electronics. – 2013. – No. 10.
References
- Балышева О. Л., Григорьевский В. И., Гуляев Ю. В. и др. Акустоэлектронные устройства обработки и генерации сигналов. Принципы работы, расчёта и проектирования: монография под ред. Гуляева Ю. В. М.: Радиотехника, 2012. 412 с.
- Driscoll M.M et al. Extremely low phase noise UHF oscillators utilizing high-overtone, bulk-acoustic resonators. IEEE Trans. Ultrason., Feroelec., Frec. Contr. November 1992. Vol. 39. No. 6. P. 774-779.
- Загороднов А. П., Якунин А. Н. Вопросы построения малошумящего высокочастотного опорного генератора //Научное приборостроение. 2012. Т22. №1. С. 19-24.
- Прецизионные измерители температуры // Каталог продукции ООО «Изтех». Зеленоград, 2012. [Электронный ресурс]. URL: http://www.iztech.ru (дата обращения: 24.10.13).
- Загороднов А. П., Якунин А. Н. Исследование динамических свойств систем прецизионной термостабилизации резонатора. Материалы 10-й юбилейной Международной научно-технической конференции «АПЭП-2012», 19-20 сентября 2012. С. 162-163.
- Справочник по теории автоматического управления / Под ред. Красовского. А.А. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 712 с.
- Wescott T. Applied Control Theory for Embedded Systems. Newnes: Elsevier, 2006. 320 p.
- Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и тт.; 2-е изд., перераб. и доп. Т. 1: Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 656 с.