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振动轮式微机械陀螺仪数学模型及工作状况分析 被引量:10
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作者 谈振藩 罗跃生 李康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第2期33-36,共4页
介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图 .利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型 ,并对数学模型进行了简... 介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图 .利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型 ,并对数学模型进行了简化 ,得到了近似解 . 展开更多
关键词 振动轮式微机械陀螺仪 欧拉动力学方程 数学模型 工作状况
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振动轮式微机械陀螺仪微分方程模型的建立 被引量:10
2
作者 罗跃生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第3期16-19,共4页
介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图。利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的基座与驱动轮之间的夹角θ和驱动轮与... 介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图。利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的基座与驱动轮之间的夹角θ和驱动轮与外框架之间的夹角 φ 的关系的一个微分方程模型 ,并对这个微分方程数学模型进行了简化。 展开更多
关键词 陀螺 振动轮式微机械陀螺仪 微分方程 欧拉动力学方程
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振动轮式微机械陀螺仪中滑膜阻尼机理的研究 被引量:4
3
作者 裘安萍 苏岩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第16期1679-1682,共4页
对空气阻尼进行定性和定量分析是MEMS器件设计中非常重要的一个步骤,直接影响MEMS器件的动态性能。研究了第三个区域中振动轮式微机械陀螺仪的滑膜阻尼,提出了滑膜阻尼模型,分析了滑膜阻尼的动态性能,包括速度分布、阻尼机制以及由此产... 对空气阻尼进行定性和定量分析是MEMS器件设计中非常重要的一个步骤,直接影响MEMS器件的动态性能。研究了第三个区域中振动轮式微机械陀螺仪的滑膜阻尼,提出了滑膜阻尼模型,分析了滑膜阻尼的动态性能,包括速度分布、阻尼机制以及由此产生的能量损耗。根据滑膜阻尼分析结果,给出了品质因数的计算公式。试验表明,空气条件下振动轮式微机械陀螺仪品质因数的测试结果与理论值的误差约为16%。研究结果为振动轮式微机械陀螺仪结构设计中定量分析空气阻尼提供了理论依据。 展开更多
关键词 微机 振动 陀螺 滑膜阻尼 阻尼比 品质因数
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一种振动轮式微机械陀螺仪的特性研究 被引量:2
4
作者 董煜茜 高钟毓 张嵘 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第2期39-45,共7页
微机械惯性仪表具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点,国际上已有许多报导[1]-[5]。我们研制了一种振动轮式微机械陀螺仪[6]。本文主要针对这种微机械陀螺仪的特性进行研究:设计和研究了陀螺的检测系统、检测轴固有... 微机械惯性仪表具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点,国际上已有许多报导[1]-[5]。我们研制了一种振动轮式微机械陀螺仪[6]。本文主要针对这种微机械陀螺仪的特性进行研究:设计和研究了陀螺的检测系统、检测轴固有频率补偿回路,推导出了此类陀螺检测输入角速度的灵敏度、开环和闭环传递函数、交流反馈控制提取同相分量和抑制正交分量的原理,以及闭环控制改善动态测量频带的方法。本文的最后给出了该陀螺原理样机的初步试验结果。 展开更多
关键词 微机陀螺 振动轮式速率陀螺 空间角速度传感器 静电力再平衡回路
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振动轮式微机械陀螺仪模态控制方法研究 被引量:1
5
作者 周顺 凌林本 +1 位作者 周百令 王寿荣 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第1期50-54,共5页
振动轮式微机械陀螺仪存在两个主要的工作模态 :驱动模态和敏感模态。本文研究了敏感模态反馈控制环节对系统工作性能的影响。提出刚度、阻尼组合反馈的模态控制思想 ,探讨了利用刚度反馈控制敏感模态的固有谐振频率 ,利用阻尼反馈控制... 振动轮式微机械陀螺仪存在两个主要的工作模态 :驱动模态和敏感模态。本文研究了敏感模态反馈控制环节对系统工作性能的影响。提出刚度、阻尼组合反馈的模态控制思想 ,探讨了利用刚度反馈控制敏感模态的固有谐振频率 ,利用阻尼反馈控制系统检测范围的多参量控制方法 ;并对敏感模态中刚度反馈校正环节和阻尼反馈的校正环节进行了详细的分析 ,建立了系统对两个校正环节在增益和相位上的要求。 展开更多
关键词 振动轮式 微机陀螺 刚度反馈 模态控制
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振动轮式微机械陀螺仪闭环驱动控制方法研究
6
作者 周顺 李明 +1 位作者 周百令 王寿荣 《传感技术学报》 CAS CSCD 1999年第4期256-261,共6页
本文在分析振动轮式微机械陀螺仪稳定工作条件的基础上,探讨了微机械陀螺仪对驱动电路的控制要求,提出了一种新颖的驱动频率自动跟踪的控制方法,给出了驱动电路闭环控制框图,详细分析了驱动模态闭环控制逻辑.最后的开、闭环对比实... 本文在分析振动轮式微机械陀螺仪稳定工作条件的基础上,探讨了微机械陀螺仪对驱动电路的控制要求,提出了一种新颖的驱动频率自动跟踪的控制方法,给出了驱动电路闭环控制框图,详细分析了驱动模态闭环控制逻辑.最后的开、闭环对比实验说明了本控制方案的有效性。 展开更多
关键词 微机陀螺 闭环驱动控制 振动陀螺 轮式
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带有未知死区微机械陀螺仪自适应神经网络量化容错控制
7
作者 高丽文 祝贵兵 李彦朝 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
针对微机械陀螺仪控制受执行器未知死区、执行器故障、不确定动态、未知时变扰动等实际因素的影响,提出一种自适应神经网络量化容错控制方案。采用量化器减少信号量化过程中的抖动,同时减少执行器更新控制指令的频率。使用单参数自适应... 针对微机械陀螺仪控制受执行器未知死区、执行器故障、不确定动态、未知时变扰动等实际因素的影响,提出一种自适应神经网络量化容错控制方案。采用量化器减少信号量化过程中的抖动,同时减少执行器更新控制指令的频率。使用单参数自适应技术抑制系统中不确定动态和未知时变扰动的集总扰动,使用有界估计和参数自适应等技术补偿未知死区、执行器故障和输入量化的影响,从而减少系统的计算负载。在反步法框架下,引入平滑函数,设计一种自适应神经网络容错控制律,以处理执行器未知死区非光滑非线性行为。理论分析证明,微机械陀螺仪轨迹跟踪闭环控制系统中的所有信号均有界,并且数值仿真证明了所提出的控制方案有效。 展开更多
关键词 微机陀螺 容错控制 输入量化 神经网络控制 未知死区
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改进型振动轮式硅微机械陀螺仪的研究 被引量:1
8
作者 周顺 张燕娥 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1999年第4期30-33,共4页
以W.Geiger提出的改进型振动轮式微机械陀螺仪为研究对象,分析了结构参数其性能之间的内在联系,探讨了重力极及静电服力对它螺仪工作性能的影响,并以此为依据,提出音叉式驱动器叉指结构最佳间距的设计准则。
关键词 微机陀螺 梳状电极驱动 振动轮式 悬浮力
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微机械振动陀螺仪正交误差分析 被引量:12
9
作者 许宜申 王寿荣 +1 位作者 吉训生 盛平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期105-107,共3页
本文在简要介绍微机械振动陀螺仪工作原理的基础上,分析影响陀螺仪性能的正交误差所产生的原因,推导其内在的数学机理,并探讨抑制或消除正交误差影响的方法和措施。
关键词 微机振动陀螺 正交误差
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振动轮式微机械陀螺动态特性的光学测试 被引量:6
10
作者 蒋明 何小元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期295-299,共5页
建立了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像处理技术的光学测试系统。配有光学显微镜的高速摄像设备(32000 frame/s)记录并保存被测物瞬时序列图像,根据被测物的角振动特性设计相应的图像处理方法以获得振子各时刻的运动位移,并通过... 建立了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像处理技术的光学测试系统。配有光学显微镜的高速摄像设备(32000 frame/s)记录并保存被测物瞬时序列图像,根据被测物的角振动特性设计相应的图像处理方法以获得振子各时刻的运动位移,并通过位移时间曲线分析振子的固有频率、阻尼系数及品质因子等动态特性参数。实验结果显示,频率测量误差<0.01%。高精度地测量了振动轮式微机械陀螺的动态特性,为微结构动态特性的研究提供了一个有效方法。 展开更多
关键词 高速摄像 图像处理 振动轮式微机陀螺 固有频率 品质因子
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振动轮式微机械陀螺动力学方程、振动模态及其灵敏度分析 被引量:3
11
作者 蒋军彪 冯培德 徐建东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第3期48-52,共5页
介绍了一种新的振动轮式微机机械陀螺仪的结构及工作原理 ,详细推导了该陀螺的动力学方程 ,分析了其运动规律 ,并建立了该陀螺的三维有限元模型 ,给出了前其四阶模态振型 。
关键词 振动轮式微机陀螺 动力学方程 三维有限元模型 振动模态 灵敏度
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单片三轴硅微机械振动陀螺仪研究 被引量:2
12
作者 许宜申 王寿荣 王元山 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1034-1038,共5页
设计、制造了一种单片集成三轴硅微机械振动陀螺仪.该器件由两个结构完全相同的单轴水平陀螺仪和一个单轴垂直陀螺仪组合而成,三只单轴陀螺仪均采用静电驱动、电容检测的结构形式.采用体硅溶解薄片法制造了该三轴陀螺仪芯片,并对其在空... 设计、制造了一种单片集成三轴硅微机械振动陀螺仪.该器件由两个结构完全相同的单轴水平陀螺仪和一个单轴垂直陀螺仪组合而成,三只单轴陀螺仪均采用静电驱动、电容检测的结构形式.采用体硅溶解薄片法制造了该三轴陀螺仪芯片,并对其在空气中的驱动性能进行了初步测试.测试结果表明,该单片三轴硅微机械振动陀螺仪驱动模态的实际谐振频率与理论值之间的最大误差小于5%,满足设计要求. 展开更多
关键词 微机振动陀螺 三轴陀螺 体硅溶解薄片法
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振动轮式微机械陀螺频率配置和气压选择 被引量:1
13
作者 陈志勇 高钟毓 张嵘 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第3期53-56,共4页
推导了振动轮式微机械陀螺的输出信号与输入角速度的幅频、相频关系 ,讨论了在不同的频率配置和品质因数下陀螺的灵敏度、带宽和零位稳定性。陀螺振动频率应设计在 2 k Hz左右 ,检测轴自然频率比驱动轴高一个陀螺频带宽度。根据实测陀... 推导了振动轮式微机械陀螺的输出信号与输入角速度的幅频、相频关系 ,讨论了在不同的频率配置和品质因数下陀螺的灵敏度、带宽和零位稳定性。陀螺振动频率应设计在 2 k Hz左右 ,检测轴自然频率比驱动轴高一个陀螺频带宽度。根据实测陀螺振动品质因数与气压的关系曲线 ,振动轮式微机械陀螺合适的工作气压是 1 0 0 Pa~ 1 0 0 0 展开更多
关键词 微机陀螺 自然频率 品质因数 振动轮式 频率配置 气压选择 振动模态 输出信号 输入角速度 工作气压
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硅微机械振动轮陀螺仪的机理研究 被引量:1
14
作者 蔡体菁 李明 周百令 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第3期52-55,共4页
本文针对Draper 实验室公布的硅微机械振动轮陀螺仪的设计方案,给出了它的非线性动力学方程和运动规律,分析了该陀螺仪壳体绕空间任意轴匀速旋转时干扰力矩所引起的漂移率,给出了比通常线性化处理后得到的角速率测量关系式更... 本文针对Draper 实验室公布的硅微机械振动轮陀螺仪的设计方案,给出了它的非线性动力学方程和运动规律,分析了该陀螺仪壳体绕空间任意轴匀速旋转时干扰力矩所引起的漂移率,给出了比通常线性化处理后得到的角速率测量关系式更为精确的测量表达式。 展开更多
关键词 微机陀螺 振动轮速率陀螺 漂移率
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振动式微机械陀螺仪动力学分析 被引量:1
15
作者 陈家斌 郭秀中 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期178-181,共4页
对振动式微机械陀螺仪动力学进行了分析研究,对影响陀螺仪角运动误差的各干扰力矩项进行了分析,并对陀螺仪参数设计应注意的问题进行了初步探讨。
关键词 陀螺 力矩 动力学 微机陀螺 航空
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微机械振动式陀螺仪灵敏度分析 被引量:5
16
作者 孙玉国 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第3期167-168,共2页
微机械振动式陀螺仪在飞机、轮船的惯性导航系统中有重要应用。介绍微机械振动式陀螺仪的工作原理。给出其运动微分方程。推导谐振幅值相对于转动角速度的灵敏度表达式。分析表明:谐振状态下哥氏力与静电力成正比,与驱动模态频率成反比... 微机械振动式陀螺仪在飞机、轮船的惯性导航系统中有重要应用。介绍微机械振动式陀螺仪的工作原理。给出其运动微分方程。推导谐振幅值相对于转动角速度的灵敏度表达式。分析表明:谐振状态下哥氏力与静电力成正比,与驱动模态频率成反比。减小检测质量块的刚度可提高陀螺仪的灵敏度。 展开更多
关键词 振动与波 微机陀螺 灵敏度 惯性测量 模态频率
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音叉式硅微机械振动陀螺仪的粘滞阻尼研究
17
作者 裘安萍 蔡体菁 +1 位作者 周百令 王寿荣 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第1期131-135,共5页
粘滞阻尼的研究对硅微机械振动陀螺仪的设计至关重要 .而品质因数的大小反映了阻尼特性 .本文首先理论分析了硅微型机械振动陀螺仪粘滞阻尼的耗能 ,然后根据耗能分析给出了驱动结构和敏感结构的品质因数 .
关键词 微机振动陀螺 粘滞阻尼 品质因数 音叉式
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硅微机械振动轮陀螺仪非线性动力分析
18
作者 裘安萍 蔡体菁 +1 位作者 周百令 苏岩 《传感技术学报》 CAS CSCD 2000年第1期18-22,共5页
本文简单介绍了硅微机械振动轮陀螺仪的工作原理,并给出了该陀螺仪的非线性运动方程和线性化运动方程.针对该陀螺仪的运动方程,进行了数值仿真研究.根据数值仿真结果,还提出为了提高测量的线性度必须采用闭环控制.同时,还给出了... 本文简单介绍了硅微机械振动轮陀螺仪的工作原理,并给出了该陀螺仪的非线性运动方程和线性化运动方程.针对该陀螺仪的运动方程,进行了数值仿真研究.根据数值仿真结果,还提出为了提高测量的线性度必须采用闭环控制.同时,还给出了闭环控制的方案. 展开更多
关键词 微机振动陀螺 非线性动力分析 闭环控制
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振动式微机械隧道陀螺仪的制备工艺
19
作者 王凌云 孙道恒 刘益芳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期439-442,共4页
振动梁式微机械隧道陀螺仪是一种以悬臂梁作为换能构件,以电子隧道效应为输出敏感方式的高精度和高灵敏的角振动传感器,解决了传统机械陀螺仪因尺寸减小而导致的灵敏度降低的缺点。结合微机械隧道陀螺仪的尺寸特点:硅尖与下电极的距离为... 振动梁式微机械隧道陀螺仪是一种以悬臂梁作为换能构件,以电子隧道效应为输出敏感方式的高精度和高灵敏的角振动传感器,解决了传统机械陀螺仪因尺寸减小而导致的灵敏度降低的缺点。结合微机械隧道陀螺仪的尺寸特点:硅尖与下电极的距离为1μm,齿厚和齿间距之间的距离为4μm,梁的厚度为50μm,提出硅正面刻蚀—玻璃上电极制作—硅玻键合—硅背面减薄—硅背面刻蚀的DDSOG(DeepDrySiliconOnGlass)工艺方案,成功实现了整个器件的工艺制备。本文就DDSOG工艺中的关键工艺进行了一一论述,该工艺不仅能用于隧道陀螺仪的制备,同时也可以制作其它高深宽比传感器或执行器。 展开更多
关键词 微机陀螺 隧道效应 DDSOG工艺 硅尖
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硅微机械振动轮陀螺仪动力学
20
作者 蔡体菁 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1999年第4期34-36,共3页
捻地了硅微机振动轮陀螺仪的动力学方程,给出了它的运动规律,分析了载体绕空间任意轴匀速旋转时干扰力矩所引起的漂移率。
关键词 振动陀螺 微机陀螺 动力学 漂移率
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