閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在被動(dòng)型鋼原子頻標(biāo)的伺服控制環(huán)路中，量子系統(tǒng)、相敏檢波器、壓控振蕩器等均 具有非線(xiàn)性特性，因此環(huán)路分析非常復(fù)雜。在實(shí)際的控制環(huán)路構(gòu)成中，各部件都會(huì)對(duì)環(huán)路引 入各自相應(yīng)的噪聲，運(yùn)些噪聲通過(guò)控制環(huán)路必將對(duì)頻標(biāo)的輸出帶來(lái)相應(yīng)的影響。
[0003] 在搭建一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的原子頻標(biāo)整機(jī)工作中，我們需要對(duì)組成頻標(biāo)中的各個(gè)環(huán)節(jié)做大 量的調(diào)試工作來(lái)完善整機(jī)的性能，就目前而言，各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)試人員在調(diào)試獨(dú)立的相關(guān)環(huán) 節(jié)時(shí)，都需要借助整機(jī)來(lái)進(jìn)一步完成調(diào)試工作，即使獨(dú)立的模塊完成后，需要團(tuán)隊(duì)一起將模 塊拼結(jié)，共同完善整機(jī)的指標(biāo)。鑒于此，如何提出一種全新的原子頻標(biāo)仿真方法或裝置或系 統(tǒng)，是本實(shí)用新型繼續(xù)解決的技術(shù)問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型提供一種閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中上述技 術(shù)問(wèn)題。
[0005] 依據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:倍頻 器;量子系統(tǒng)；伺服環(huán)路;壓控振蕩器;綜合控制器;其中，所述量子系統(tǒng)與所述伺服環(huán)路連 接，所述伺服環(huán)路與所述壓控振蕩器連接，所述壓控振蕩器分別與所述倍頻器和所述綜合 控制器連接，所述倍頻器和所述綜合控制器分別與所述量子系統(tǒng)連接。
[0006] 有益效果：
[0007] 本實(shí)用新型提供的一種閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)，通過(guò)將所述量子系統(tǒng)與所述伺服環(huán)路 連接，所述伺服環(huán)路與所述壓控振蕩器連接，所述壓控振蕩器分別與所述倍頻器和所述綜 合控制器連接，所述倍頻器和所述綜合控制器分別與所述量子系統(tǒng)連接。有效的解決了現(xiàn) 有技術(shù)中當(dāng)需要對(duì)組成頻標(biāo)中的各個(gè)環(huán)節(jié)做調(diào)試工作來(lái)完善整機(jī)的性能時(shí)，各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào) 試人員必須要借助整機(jī)才能完成調(diào)試工作的技術(shù)缺陷，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性廣的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[000引為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的 一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn) 些附圖獲得其他的附圖。
[0009] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0010] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)的線(xiàn)性示意圖；
[0011] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真方法中，量子系統(tǒng)仿真模型示意圖；
[0012] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真方法中，壓控晶體本振VCXO與倍頻鏈仿真模 型示意圖；
[0013] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真方法中，伺服環(huán)路仿真模型示意圖一；
[0014] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真方法中，伺服環(huán)路仿真模型示意圖二；
[0015] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真方法中，伺服環(huán)路仿真模型示意圖
[0016] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真方法的流程示意圖；
[0017] 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬 于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍；其中本實(shí)施中所設(shè)及的"和/或"關(guān)鍵詞，表示和、或兩種情況，換 句話(huà)說(shuō)，本實(shí)用新型實(shí)施例所提及的A和/或B，表示了 A和B、A或B兩種情況，描述了 A與B所存 在的=種狀態(tài)，如A和/或B，表示：只包括A不包括B;只包括B不包括A;包括A與B。
[0019] 同時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例中，當(dāng)組件被稱(chēng)為"固定于"另一個(gè)組件，它可W直接在另 一個(gè)組件上或者也可W存在居中組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)組件，它可W是 直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是"設(shè)置于"另一個(gè) 組件，它可W是直接設(shè)置在另一個(gè)組件上或者可能同時(shí)存在居中組件。本實(shí)用新型實(shí)施例 中所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直的"、"水平的"、"左"、"右"W及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明目的，并不 是旨在限制本實(shí)用新型。
[0020] 請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提供的一種閉環(huán)線(xiàn)路控制系統(tǒng)，包括倍頻器 104;量子系統(tǒng)101;伺服環(huán)路102;壓控振蕩器103;綜合控制器105。其中，所述量子系統(tǒng)101 與所述伺服環(huán)路102連接，所述伺服環(huán)路102與所述壓控振蕩器103連接，所述壓控振蕩器 103分別與所述倍頻器104和所述綜合控制器105連接，所述倍頻器104和所述綜合控制器 105分別與所述量子系統(tǒng)101連接。
[0021] 在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由于一臺(tái)完整的原子頻標(biāo)系統(tǒng)實(shí)際上當(dāng)環(huán)路鎖定W后， 各部件都只工作在中屯、頻率附近的很小的線(xiàn)性區(qū)內(nèi)。因此，為了簡(jiǎn)化對(duì)環(huán)路動(dòng)態(tài)特性的分 析，可W將其線(xiàn)性化。此時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的環(huán)電子線(xiàn)路系統(tǒng)中環(huán)路各部件可W用 各自的傳遞函數(shù)來(lái)表示。請(qǐng)圖圖2所示，其中，Kr為量子系統(tǒng)101的鑒頻斜率;Kf(f)為伺服環(huán) 路102的傳遞函數(shù);Kv為壓控振蕩器103的壓控斜率;M和Z分別為倍頻器104和綜合控制器 105的頻率變換系數(shù)。且[VO-Vql(M-Z) ] X KrKfKv+Vqf = Vql，此式在本實(shí)用新型實(shí)施例中可W 作為式1。式1中，V n 1、V n f分別為閑環(huán)、開(kāi)環(huán)時(shí)壓控振蕩器1 0 3輸出頻率。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中作為式2,式2說(shuō)明環(huán)路鎖 定W后，閉環(huán)頻差減小到了開(kāi)環(huán)頻差的1/(1+G(f))。
[00剖由于(M-Z化rKfKv》l，所WG(f)為環(huán)路增益:G(f) = (M-Z)*Kr體f(f)*Kv，此式在本實(shí) 用新型實(shí)施例中可W作為式3。根據(jù)式(3)建立模型來(lái)評(píng)估原子頻標(biāo)性能。
[0023] 需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，式3中的參量M、Z、Kf(f)、Kv可W根據(jù)實(shí)際 電路中的相應(yīng)元件參數(shù)來(lái)搭建仿真模型，而Kr為量子系統(tǒng)101的鑒頻斜率，無(wú)法直接建立模 型。因此，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，根據(jù)Kenschaft模型有：
：此式在本 實(shí)用新型實(shí)施例中可W作為式4,其中CO為微波輸入信號(hào)，《0為原子躍遷頻率，A V為線(xiàn)寬， So為線(xiàn)高。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由式4可知原子吸收線(xiàn)為洛倫茲線(xiàn)形.它描冰下井:餘I入 信號(hào)隨輸入微波頻率信號(hào)的變化關(guān)系。當(dāng)整個(gè)原子頻標(biāo)處于閉環(huán)鎖定時(shí)，
應(yīng) 用泰勒級(jí)數(shù)得到Kenschaft模型的展開(kāi)為：
[0024]
:;此式在本實(shí)用新型實(shí)施 例中可W作為式5,在整個(gè)原子頻標(biāo)電路部分，為了進(jìn)行同步鑒相，在微波探詢(xún)信號(hào)中加上 了一個(gè)小調(diào)制，為方便起見(jiàn)本實(shí)用新