1、. . 1 . . . w d . 基于STM32的云臺控制目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc391467020 摘要 PAGEREF _Toc391467020 h 3HYPERLINK l _Toc391467021 Abstract PAGEREF _Toc391467021 h 3HYPERLINK l _Toc391467022 第1章緒論 PAGEREF _Toc391467022 h 3HYPERLINK l _Toc391467023 1.1 課題研究背景 PAGEREF _Toc391467023 h 3HYPERLINK l _Toc39

2、1467024 1.2 國外云臺研究開展現狀 PAGEREF _Toc391467024 h 3HYPERLINK l _Toc391467025 1.3 本文的主要工作和構造安排 PAGEREF _Toc391467025 h 3HYPERLINK l _Toc391467026 第2章系統概述 PAGEREF _Toc391467026 h 3HYPERLINK l _Toc391467027 2.1 STM32F103處理器 PAGEREF _Toc391467027 h 3HYPERLINK l _Toc391467028 2.1.1 STM32 F107處理器概述 PAGEREF _

3、Toc391467028 h 3HYPERLINK l _Toc391467029 2.1.2 STMF103處理器系統構造 PAGEREF _Toc391467029 h 3HYPERLINK l _Toc391467030 2.1.3 STM32微處理器對電機的控制 PAGEREF _Toc391467030 h 3HYPERLINK l _Toc391467031 2.1.4 STM32F103處理器低功耗 PAGEREF _Toc391467031 h 3HYPERLINK l _Toc391467032 2.2 電機的定義及控制原理 PAGEREF _Toc391467032 h 3

4、HYPERLINK l _Toc391467033 2.2.1 直流電機定義 PAGEREF _Toc391467033 h 3HYPERLINK l _Toc391467034 2.2.2 直流無刷電機工作原理 PAGEREF _Toc391467034 h 3HYPERLINK l _Toc391467035 第3章直流電機控制模塊 PAGEREF _Toc391467035 h 3HYPERLINK l _Toc391467036 3.1 直流電機驅動電路 PAGEREF _Toc391467036 h 3HYPERLINK l _Toc391467037 3.1.1 直流電機驅動芯片L

5、293D PAGEREF _Toc391467037 h 3HYPERLINK l _Toc391467038 3.2 直流電機轉速PWM控制 PAGEREF _Toc391467038 h 3HYPERLINK l _Toc391467039 3.3 直流電機閉環控制 PAGEREF _Toc391467039 h 3HYPERLINK l _Toc391467040 3.3.1 PID控制算法 PAGEREF _Toc391467040 h 3HYPERLINK l _Toc391467041 第4章傾角檢測模塊 PAGEREF _Toc391467041 h 3HYPERLINK l _

6、Toc391467042 4.1加速度傳感器 PAGEREF _Toc391467042 h 3HYPERLINK l _Toc391467043 4.2測傾角原理 PAGEREF _Toc391467043 h 3HYPERLINK l _Toc391467044 第5章基于STM32云臺系統硬件設計 PAGEREF _Toc391467044 h 3HYPERLINK l _Toc391467045 5.1 驅動電路的介紹 PAGEREF _Toc391467045 h 3HYPERLINK l _Toc391467046 5.2 傾角檢測電路的介紹 PAGEREF _Toc3914670

7、46 h 3HYPERLINK l _Toc391467047 第6章基于STM32云臺控制系統軟件設計 PAGEREF _Toc391467047 h 3HYPERLINK l _Toc391467048 6.1 軟件設計流程圖如下 PAGEREF _Toc391467048 h 3HYPERLINK l _Toc391467049 第7章總結 PAGEREF _Toc391467049 h 3HYPERLINK l _Toc391467050 7.1 總結 PAGEREF _Toc391467050 h 3摘要隨著經濟社會的開展，人們對于想在高空拍攝地面圖片的要求越來越高，云臺技術得到了迅

8、速開展并逐步開場應用各個領域。為了能夠擴大拍攝視野，便于遠程操作，常借助于云臺，即把攝像機安裝在云臺上，通過云臺轉動來帶動攝像機轉動，同時通過云臺控制協議設置攝像機鏡頭參數，云臺在拍攝系統中起著非常重要的作用。而現在又的云臺控制系統普遍采用步進電機作為驅動源，存在著穩定性差、功耗大、計數不準確等特點，而采用體積小，節能環保的直流電機作為驅動源的云臺控制系統成為研究的熱點，并且具有廣闊的應用前景。本文提出以低功耗云臺設計為出發點的系統設計方案。以現有的單片機技術和控制理論為依托，研究如何從硬件和軟件兩方面，對系統進展低功耗設計。硬件核心處理器采用的是意法半導體公司的STM32F103芯片，該芯片

9、使用好高性能且低功耗的的ARM Corte*-M3處理器。云臺驅動源采用低功耗的直流無刷電機，在角度計數方面采用加速度計來檢測傾角從而實現云臺的準確定位功能。論文采用模塊化的設計概念，以STM32處理器為核心，通過外圍電機驅動電路來驅動無刷直流電機，實現電機的正傳與反轉，同時由直流電機的轉速與其電樞兩端的電壓成正比，根據這一特性可通過STM32單片機PWM外設控制直流電機的轉速。STM32微處理器根據為角度編寫的PID算法來調節PWM輸出，保證了云臺的勻速、穩定、準確運行。關鍵詞：STM32 直流電機驅動 PWM 陀螺儀AbstractWith the development of econo

10、my and society, people who want to shoot at high altitude ground pictures have bee increasingly demanding, PTZ technology has been developing rapidly and gradually began to apply in various fields. To be able to shoot horizons e*pand, easy remote operation, often by means of PTZ camera that is mount

11、ed on the head, led by head rotation to rotate the camera, while the camera lens control protocol parameters set by the head, the head in the shooting system plays a very important role. And now the head stepper motor control system widely used as a driving source, there is a poor stability, power c

12、onsumption, the count is not accurate, etc., and the use of small, energy-saving DC motor as a driving source tilt control system bee a hot research and has broad application prospects.This paper presents the design of low-power system design PTZ starting point. E*isting microcontroller technology a

13、nd control theory as the basis, to study how the hardware and software aspects of the system low-power design. Hardware core processor uses the STMicroelectronics STM32F103 chip that good use of high-performance and low-power ARM Corte*-M3 processor. PTZ driver source using low-power DC motor, using

14、 gyroscopes to achieve in terms of the angle of the head count of the precise positioning.Paper uses a modular design concept to STM32 processor as the core, through the peripheral motor drive circuit to drive the brushless DC motor to achieve Story and reverse the motor, while the voltage is propor

15、tional to the rotational speed of the DC motor armature ends its according to this feature DC motor speed can be controlled by STM32 microcontroller PWM peripheral. STM32 microprocessor prepared according to the angle of the PID algorithm to adjust the PWM output to ensure that the head of the unifo

16、rm, stable and accurate operation.第1章緒論1.1 課題研究背景隨著社會的快速開展，視頻監控和拍照得到了越來越廣泛的應用。目前在國可知，拍照技術大局部都是利用手持攝像機來拍照，這樣拍照有個缺點就是，攝像機不能隨著的控制拍照方向和角度。因此，為了，解決這個問題。我們就把攝像機安裝在云臺上，利用無刷電機來控制其自由轉動。由于自身行業領域中的豐富工程經歷，贏得了更多的市場時機。云臺控制拍攝應用于各種領域，比方應用于小區，學校，醫院等樓宇監控。用在最大的地方是航模拍攝。而目前市面上的傳統的云臺只重視功能的實現，忽略了云臺的構造設計，大多數采用能耗高，便于實現的步進電機

17、作為驅動源，對于太陽能和風能提供電源的的森林防火系統來說無疑是致命的，功耗的大小直接決定著云臺的運行時間，而云臺的運行時間是整片平安與否的最直接表達。由上可知，既有強大的完善的功能，又可實現低功耗長時間可靠的云臺控制系統才是最受好評的云臺控制系統。為了滿足這種需求，本文硬件以STM32驅動無刷直流電機為根底，配合加速度計來設計一種基于STM32低功耗云臺控制系統。1.2 國外云臺研究開展現狀在國，隨著科技進步和社會的開展越來越多的云臺攝像工程在各地域分布廣泛，并且應用也非常的廣泛。電動云臺控制器有置解碼器和外置解碼器兩種，外置是指將各種接線引出云臺機械構造的外部，通過控制器給出相應的控制信號。

18、相反，置解碼器就是安裝在云臺部，這樣看起來與云臺是一體的，通過串行通訊來控制云臺。為了滿足攝像系統一體化的要求，漸漸采用了置解碼器的方式。最初云臺是固定不能轉動的，主要是為了支撐和保護攝像頭。安裝過程中可以調節攝像頭的水平和俯仰角度，到達適宜位置后鎖定調整構造就可以了。后來在云臺部安裝了兩個執行電機，開展可以水平、垂直方向轉動的電動云臺，可以通過發送控制信號來調節角度，并且擴大了攝像圍。由于快速球型一體化設計，曾經一度領先云臺的開展。但是隨著智能云臺的改良、更新，在技術方面已經可以和快速球型攝像機相媲美。由于云臺外觀構造的特殊性，使云臺的性能在其他方面甚至超過了快速球型攝像機。國的云臺最初也是

19、從國外引進的，像美國的派爾高、日本的索尼等公司的云臺產品。隨著一體化攝像機的開展，國也涌現出了一局部公司開發云臺，如艾力克、明景等表現不俗。雖然在知名度上與外國品牌還有一定的差距，但是中國還是有了自己的品牌。隨著市場需要的擴大，越來越多的的公司參加到云臺技術的研究當中去，使得云臺技術漸漸成熟，在高、中、低端設備各個檔次的都有。根據不同的場合，產生了不同的特殊功能的云臺。如在室外，就要求能適應惡劣的室外環境，防水、防塵，低溫的地域要求在很低的溫度下設備依然運行正常，腐蝕性嚴重的地方要求能防腐蝕。在不同場合要求構造不同，隨著攝像機云臺的集成化、一體化、數字化、網絡化，智能云臺也開展起來了。不再滿足

20、于最初的僅僅控制轉動方向和攝像頭參數，向著智能化、人性化的方向，與攝像機取長補短，共同開展。1.3 本文的主要工作和構造安排第一章主要首先主要闡述了本文的研究背景和意義，闡述了云臺攝像機系統的開展歷程，并對國外云臺技術開展狀況和未來的開展作了介紹。第二章對系統的硬件組成局部進展闡述，首先對STM32微控制器的高性能、低功耗進展了闡述。其次說明了直流電機的分類，最后詳細介紹其工作原理。第三章主要是直流電機的驅動，首先介紹了一款高電壓、大電流驅動芯片L298N，該芯片可以同時驅動兩臺直流電機。其次闡述閉環控制理論及其PID控制算法。第四章主要介紹的是如何利用加速度計進展傾角檢測。其主要原理就是利用

21、重力加速度在各軸上產生的分量，構建三角函數關系，然后通過求反三角函數計算出傾角。第五章主要介紹了基于STM32低功耗云臺控制系統的硬件設計電路，并對STM32最小系統做詳細的說明，其次介紹了針對于電機驅動芯片L298N的電機驅動。第六章主要針對基于STM32低功耗云臺控制系統的軟件設計方案，對于云臺控制協議進展詳細的講解，針對第三章講解的PID算法控制理論給出了電機轉速控制的PID算法，最后詳解基于STM32的PWM電機驅動。第2章系統概述2.1 STM32F103處理器2.1.1 STM32 F107處理器概述 STM32系列基于專為要求高性能、低本錢、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM C

22、orte*-M3核。按性能分成兩個不同的系列：STM32F103增強型系列和STM32F101根本型系列。增強型系列時鐘頻率到達72MHz，是同類產品中性能最高的產品；根本型時鐘頻率為36MHz，以16位產品的價格得到比16位產品大幅提升的性能，是16位產品用戶的最正確選擇。兩個系列都置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產品，相當于0.5mA/MHz。圖2-1 STM32F103它具有如下特點：哈弗構造Thumb-2指令以16位代碼密度帶來了32位的性能單周期乘法指令和硬件觸

23、發指令置快速的中斷控制器與ARM7TDMI相比運行速度最多可快35%區代碼最多可節省45%2.1.2 STMF103處理器系統構造在STM32F103產品中，主要由以下局部構成五個驅動單元： Corte*-M3核Dcode總線和系統總線通用DMA1和通用DMA2以太網DMA三個被動單元：部SDAM部閃存存儲器 AHB到APB的橋，它連接所有的APB設備這些都是通過一個多級的ANB總線架構相互連接，如圖2-2所示：圖2-2 STM32總線架構ICode總線該總線負責連接Corte*-M3核的指令和閃存指令接口。指令預取操作在此總線上完成。Dcode總線該總線負責連接Corte*-M3核總線和閃存

24、存儲器的數據接口。系統總線此總線負責連接Corte*-M3核的系統總線接口和總線矩陣接口，總線矩陣協調這核和DMA間的訪問。DMA總線此總線負責連接DMA的AHB主控接口和總線矩陣接口，總線矩陣負責協調CPU的Dcode和DMA到SRAM存儲器、閃存存儲器和外設訪問。總線矩陣總線矩陣負責協調DMA主控總線和核系統總線之間的訪問仲裁，仲裁采用輪換算法。在互聯型產品中，總線矩陣包含5個驅動部件CPU的Dcode總線，系統總線，以太網DMA、DMA1總線和DMA1總線和3個從動部件主閃存存儲器接口、SRAM和AHB2APB橋組成。在其他產品中總線矩陣由4個驅動部件CPU的Dcode總線，系統總線，以

25、太DMA1總線和DMA1總線和4個被動驅動主閃存存儲器接口、FSMC、SRAM和AHB2APB橋組成。AHB外設通過總線矩陣與系統總線相連接，允許DMA訪問。2.1.3 STM32微處理器對電機的控制直流電機具有優良的調速特性，調速平滑、方便，調整圍廣；過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現頻繁的無極快速啟動、制動和反轉；能滿足生產自動化系統各種不同的特殊運行要求。直流電機的工作狀態可分為兩種：開環狀態和閉環狀態。直流電機工作在開環狀態時，電路相對簡單，但其定位性能比擬差。直流電機工作的閉環狀態時，其定位性能準確，但是相對開環狀態又要增加很多檢測器件，使用的元器件多，電路非常復雜。在STM3

26、2微控制器，Corte*-M3核與ST優化型閃存接口和嚴密配合，僅需要增加少量的外部元器件，周邊設備即可處理外部事件。不用說，PWM定時器和模數轉換器是最重要的元器件，通過對這兩個元器件的控制可以實現使直流電機轉動。2.1.4 STM32F103處理器低功耗然而高性能并非意味著高耗電，STM32有三種低功耗模式和靈活的時鐘控制機制，用戶可以根據自己應用所需的耗電、性能要求進展合理的優化。當代碼從Flash中以72MHz的全速運行時，在外設時鐘開啟時STM32僅消耗27mA電流。在3.3V的供電電壓下，其典型的電流消耗僅為1.4uA。在不同的工作模式下有著不同的功耗。SLEEP模式：實現方法簡單

27、，并且可以通過中斷喚醒，但省電少。節能：外設設備，不需要被用來關閉時鐘的時鐘，這一次只翻開。如USART發送數據之前USART時鐘使能包傳輸完成后，立即關閉時鐘。STOP模式：需要外部中斷喚醒。RTC報警醒來的時候，更靈活應用模型。但是應用程序注意：ADC數據采樣應用中的一個問題。如果您使用STOP模式先，它假定為200Hz的采樣率，5毫秒的喚醒時間，啟動一個ADC采樣測試STOP喚醒周期是不固定的，采樣周期是不固定的，過濾，如電源頻率陷波的缺點。2.2 電機的定義及控制原理2.2.1 直流電機定義直流電機是指能將直流電能轉換成機械能直流電動機或將機械能轉換成直流電能直流發電機的旋轉電機。它是

28、能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作發電機運行時是直流發電機，將機械能轉換為電能。2.2.2 直流無刷電機工作原理要使電樞收到一個方向不變的電磁轉矩，關鍵在于：當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換，即進展所謂轉向。為此必須增添一個叫轉換器的裝置，轉換器配合電刷可保證每個極下線圈中的電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續的旋轉，這就是直流電機的工作原理無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種電氣旋轉式機械。電機的定子繞組多數情況做成三組對稱星形接法，與三相異步電機構造十分相似。電機的轉子上粘附有已充磁的

29、永磁體，為了便于檢測電動機轉子極性，在電機裝有傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等組成，其功能是：承受電動機的啟動，制動、停頓信號，以及控制電動機的啟動、制動和停頓；承受位置傳感器信號和電動機正反轉信號，用來調控逆變橋各功率的導通與截止，產生連續轉矩；承受速度指令和速度反應信號，用來控制盒調整轉速；提供保護和顯示等等。第3章直流電機控制模塊3.1 直流電機驅動電路無刷直流電機轉子的轉速受電機定子旋轉磁場的速度及轉子極數的影響，在轉子極數固定情況下，改變定子旋轉磁場的頻率就可以改變轉子的轉速。無刷直流電機控制器包括電源局部和控制局部，如圖2.1所示。電源局部提供三相電源給電機，控制局部則按照

30、需求轉換電源頻率。電源局部可以直接以直流電輸入或者以交流電輸入，如果是以交流電輸入就需先經轉換器(converter)轉成直流電。不管是直流電輸入或是交流電輸入，送入電機線圈前須先將直流電壓由逆變器(inverter)轉成三相電壓來驅動電機。逆變器一般由六個功率晶體管，分為上橋臂和下橋臂，連接電機作為控制流經電機線圈的開關。控制局部則提供PWM脈沖寬度調制信號決定功率晶體管開關頻率及逆變器換相的時機。對于無刷直流電機，當負載變動時，一般希望速度可以穩定于設定值而不會有太大的變動，所以電機部裝有霍爾傳感器(hall-sensor)，作為速度的閉回路控制，同時也作為相序控制的依據。3.1.1 直流

31、電機驅動芯片L293D我們的無刷直流電機驅動電路使用的是L293D集成芯片，芯片的引腳圖如下：2-3 芯片引腳圖L293D主要是用于電流小于600mA電壓圍在4.5V到36V的雙向轉動電機，它可以驅動電感負載，比方繼電器、螺線管、直流和雙相步進電動機, 以及其它的大電流/高壓負載等等。它的所有的輸入都與TTL電平兼容。當相應的是能引腳使能時，相應的輸出引腳和輸入引腳的電平保持一致。在輸出引腳上的鉗位二極管是對感應瞬變的抑制，當輸入使能引腳是低電平時，相應的引腳就呈現高阻態。電源Vcc1和Vcc2分開供電有利于降低器件的損耗。3.2 直流電機轉速PWM控制直流調速系統中應用最廣泛的一種調速方法就

32、是調節電樞電壓。改變電樞電壓調速的方法有穩定性較好、調速圍大的優點。為了獲得可調的直流電壓，利用電力電子器件的完全可控性，采用脈寬調制PWM技術，直接將恒定的直流電壓調制成可變大小和極性的直流電壓作為電動機的電樞端電壓，實現系統的平滑調速，這種調速系統就稱為直流脈寬調速系統。它被越來越廣泛的應用在各種功率的調速系統中。本系統利用開關驅動方式使半導體功率器件工作在開關狀態，通過脈寬調制(PWM)來控制電動機電樞電壓，實現調速。圖2.3是對電機進展PWM調速控制時的電樞繞組兩端的電壓波形。當開關管的柵極輸入高電平時，開關管導通，直流電動機電樞繞組兩端有電壓秒后，柵極輸入變為低電平，開關管截止，電動

33、機電樞兩端電壓為0, tz秒后，柵極輸入重新變為高電平，開關管的動作重復前面的過程。 U1 TU0 Us t1 t2 0圖2.3 輸入輸出電壓波形電動機電樞繞組兩端的電壓平均值。為:式中占空比a表示在一個周期T里，開關管導通的時間與周期的比值，a變化圍為0-1之間。所以當電源電壓Us不變時，電樞的端電壓的平均值U。取決于占空比的大小，改變a值就可改變端電壓的平均值，從而到達調速的目的。理想空載轉速與占空比a成正比。3.3 直流電機閉環控制3.3.1 PID控制算法在模擬系統中，PID算法的表達式為：3-2式中，P(t)調節器的輸出信號;e(t)調節器的偏差信號，它等于測量值與給定值之差:Kp為

34、調節器的比例系數;Tt為調節器的積分時間;TD為調節器的微分時間。由于用單片機控制是一種采樣控制，它只能根據采樣時刻的偏差值來計算控制量。因此，在單片機控制系統中，必須首先對式3-2進展離散化處理，用數字形式的差分方程代替連續系統微分方程，此時積分項和微分項可用求和及增量式表示: (3-3) (3-4)將式3-3、式3-4代入式3-2，則可得離散的PID表達式: (3-5)式中，采樣周期，必須使T足夠小，才能保證系統有一定的精度;E(k)第k次采樣時的偏差值;E(k-1)第(k-1)次采樣時的偏差值;k采樣序號，k=O, 1, 2；P(k)第k次采樣時調節器的輸出。根據遞推原理，可寫出(k-1

35、)次的PID輸出表達式: (3-6)用式3-5減去式3-6，可得:(3-7)式中，為積分系數；為微分系數。由式3-7可知，要計算第k次輸出值P(k)，只要知道P(k-1)，E(k)，E(k-1)，E(k-2)即可，比式3-5計算要簡單得多。由式3-5可寫出第k次采樣時PID的輸出表達式: (3-8)設比例項輸出:Pp(k)=KpE(k)積分項輸出:微分項輸出:所以式3-8可改寫為: (3-9)第4章傾角檢測模塊4.1加速度傳感器加速度計，是測量運載體線加速度的儀表。加速度計由檢測質量也稱敏感質量、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體組成。檢測質量受支承的約束只能沿一條軸線移動，這個軸常稱為敏感軸。

36、當儀表殼體隨著運載體沿敏感軸方向作加速運動時，根據牛頓定律，具有一定慣性的檢測質量力圖保持其原來的運動狀態不變。它與殼體之間將產生相對運動，使彈簧變形，于是檢測質量在彈簧力的作用下隨之加速運動。當彈簧力與檢測質量加速運動時產生的慣性力相平衡時，檢測質量與殼體之間便不再有相對運動，這時彈簧的變形反映被測加速度的大小。電位器作為位移傳感元件把加速度信號轉換為電信號，以供輸出。加速度計本質上是一個一自由度的振蕩系統，須采用阻尼器來改善系統的動態品質。隨著社會的進步與開展，與數字信號處理技術的提升，加速度計不僅僅只作為功能單一的測量設備，它與傳感器結合形成了用途廣泛的加速度傳感器。如今加速度傳感器已應

37、用到各行各業。一般加速度傳感器就是利用了其部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產生電壓，只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關系，就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器，比方壓阻技術，電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最根本的原理都是由于加速度產生*個介質產生變形，通過測量其變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。伴隨著設備儀器小型化與智能化的浪潮，MEMS技術應運而生。MEMS是指微機電系統。它是以半導體制造技術為根底開展起來的，要求在芯片上的集成電路和機械。這就決定了它具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等優點MEMS加速

38、度傳感器也被稱為MEMS加速度計，是一種線性加速度測量裝置，按照敏感信號的類型可分為電容式、壓電式、壓阻式、隧道電流式、電熱式和共振式等幾種類型。電容式MEMS加速度計是目前普遍使用的MEMS加速度計,一般包含檢測質量塊和懸掛系統兩大局部，其構造原理如圖4-1所示4-1 加速度計構造圖如圖4-1所示，傳感器的敏感單元由檢測質量塊、上下固定極板和上下可動極板組成，上可動極板與上固定極板組成電容C1，下可動極板與下固定極板組成電容C2。當沒有加速度輸入時，理想情況下檢測質量塊位于上下固定極板的中間，因此電容Cl、C2相等，傳感器輸出值為0；當外界有加速度輸入時，檢測質量塊在慣性力的作用下帶動活動極板沿加速度方向產生位移，從而導致質量塊偏離上下固定極板的中間位置，電容Cl、C2不相等。電容Cl、C2的電容差值被信號轉換電路轉換為電壓信號，在經過相敏放大后將輸出電壓反應到電容靜電力矩器上，電容力矩器產生的靜電力矩與慣性力矩平衡，使得傳感器檢測質量塊保持在平衡位置，檢測電路根據反應電壓的大小和正負即可確定加速度的大小和方向。4.2測傾角原理確定系統傾斜的一種常用方法是對陀螺儀輸出求積分。盡管這種方法簡單明了，但隨著積分周