振动式微机械陀螺论文_王刚,王玉朝,余才佳

导读:本文包含了振动式微机械陀螺论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:陀螺,微机,机械,系统,电容,音叉,陀螺仪。

振动式微机械陀螺论文文献综述

王刚,王玉朝,余才佳[1](2015)在《振动式微机械陀螺环境适应性提升研究》一文中研究指出抗振动性和温度特性等环境适应性是高精度、高可靠性振动式微机械陀螺实现和工程化应用的关键技术。本文从结构设计、电路控制、MEMS工艺、后端封装等微机械陀螺研发的全流程,系统性提出了实现微机械陀螺抗振动性和环境温度适应性的方法。依据该方法,加工制造完成了单质量块全解耦结构和双质量块音叉结构两种结构类型的微机械陀螺。对两型陀螺进行对比实验表明,较传统的单质量块全解耦结构形态,经过工艺误差补偿的双质量块音叉结构方案具有更优的抗振动性能和温度性能。在典型振动频谱下,振中偏移从数百°/h提升至50°/h以内,零位全温(-40℃~60℃)漂移从2°/s以上提升到0.1°/s以内;零位全温漂移从2.45°/s提升到0.03°/s。抗振动性能及环境温度适应性的提升同时提高了陀螺输出的稳定性,零偏稳定性及零偏重复性均优于10°/h(1σ),达到战术级精度,具有较好的应用前景。(本文来源于《中国惯性技术学会第七届学术年会论文集》期刊2015-10-20)

张霞[2](2013)在《振动式微机械陀螺仪的研究现状与展望》一文中研究指出在多种类型的陀螺仪中,以振动式微机械陀螺仪最具代表性,且具有丰富的研究基础和很高的市场占有率。首先介绍了各种检测方式的振动式微机械陀螺仪的国内外研究现状,对各种类型陀螺仪的结构、加工工艺、工作方式、性能指标等进行了详细的阐述,并对振动式微机械陀螺仪的发展趋势进行了展望。振动式微机械陀螺仪不仅要向高精度、高稳定性的导航等领域继续发展,同时也需要兼容低性能要求的民用领域。随着加工技术的不断进步和应用领域的扩展,小型化、叁轴一体化、新材料将成为振动式微机械陀螺仪的研究热点。(本文来源于《固体电子学研究与进展》期刊2013年05期)

文永蓬,尚慧琳[3](2013)在《间接连接型音叉振动式微机械陀螺的性能变异分析》一文中研究指出以一种间接连接型音叉振动式微机械陀螺为研究对象,分析了加工误差引起的关键参数的性能变异对检测输出电容的影响。通过对这种微机械陀螺的检测原理介绍并对其动力学进行分析,获得了误差检测模型输出电容表达式。结果表明,这种微机械陀螺检测微弹性梁弹性系数的变异引起的不对称对系统输出具有较大的影响,加工中对检测微弹性梁应引起足够的重视。工作为间接连接型音叉振动式微机械陀螺加工性能的提高具有一定的参考价值。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2013年07期)

史元[4](2010)在《振动式微机械陀螺数字信号处理系统及其实现》一文中研究指出MEMS陀螺是一种测量角速度的惯性传感器,以其体积小、重量轻、成本低等优点在很多领域得到了应用。随着MEMS技术的不断发展,对于微机械陀螺的性能要求也在不断提高。陀螺外围信号模拟处理的技术已经较完善和成熟,但由于模拟处理电路本身存在的噪声、温漂等因素的限制,已经在一定程度上限制了微机械陀螺的应用。为了克服模拟处理电路带来的非理想因素,数字处理的方法开始为大家所研究和考虑。本文基于陀螺模拟信号处理电路的原理,在FPGA和DSP内完成了数字化的陀螺外围信号处理,主要内容有:(1)数字化的陀螺外围信号处理电路包括驱动反馈和角速度解调两个环路,驱动反馈环路用于保持陀螺稳定的自激驱动,角速度解调环路完成角速度的解调工作,输出实际的角速度信号。论文首先分析了这两个环路的组成和基本原理,提出了实现的方法。(2)在FPGA内实现了数字处理系统中的载波生成、驱动反馈解调和检测解调模块。高精度载波采用改进的CORDIC算法实现,具有32位的相位精度,驱动反馈解调和检测解调采用生成的载波相干解调完成。通过MATLAB的一系列仿真,在DSP内实现了改进的带通滤波器、相移滤波器、低通滤波器、自动增益模块以及角速度解调模块。(3)对整个数字陀螺系统个模块的性能进行了测试,包括生成的载波信号、驱动反馈解调之前和之后的信号、检测解调之前和之后的信号、最终的驱动反馈信号和角速度输出信号。生成的载波信号达到104dB以上的信噪比,驱动反馈解调之前边带信号的信噪比为68.5dB,驱动反馈之后的信号信噪比提高至83dB,检测解调之前边带信号的信噪比为58.375dB,检测解调之后边带信号的信噪比提高至69.6dB,驱动反馈信号的信噪比为82.98dB。(4)对陀螺的标度因子、线性度以及零偏稳定性进行了测试,所测陀螺器件的标度因子为2.9398mV/deg/sec,1小时内的零偏稳定性为329deg/hr,达到了较好的性能。(本文来源于《浙江大学》期刊2010-01-01)

陈李,陈德勇,王军波,毋正伟,张明[5](2009)在《高性能电磁式微机械振动环陀螺》一文中研究指出为改进振动环陀螺的模态匹配并提高其品质因数,设计了一种采用全对称结构实现模态匹配的电磁式微机械振动环陀螺。通过理论推导,建立了陀螺灵敏度和机械噪声的数学模型,分析了陀螺参数对灵敏度及分辨力的影响。采用(100)晶向的单晶硅及工艺简单,无需键合的MEMS体硅标准工艺加工了陀螺样片。器件频率响应实验结果表明,所设计的振动环陀螺驱动模态和检测模态频率之差<0.5Hz,大气压下品质因数约为500,在1Pa的低真空下可达14000。锁相放大器测试结果表明,在-200~200°/s,陀螺分辨力为0.05°/s,灵敏度为0.2μV/(°/s)。测试结果表明该陀螺能够实现模态匹配和较高的品质因数,具有较高的性能指标。(本文来源于《光学精密工程》期刊2009年08期)

王安麟,文永蓬,姜涛,刘钊,刘广军[6](2009)在《一种音叉振动式微机械陀螺的性能变异分析》一文中研究指出以一种体微加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为研究对象,从参数化设计的角度详尽分析了加工误差引起的两个关键参数(检测弹性梁的弹性系数和检测质量块的质量)的性能变异对最终检测电容的影响。通过动力学分析,获得了系统固有频率以及检测总电容的解析表达式。根据电容幅频特性分析,获得了对微陀螺性能影响最大的两个关键参数,并针对这两个关键参数相应提出了合理化设计及加工的建议。提出了保证微陀螺性能的关键在于保证音叉振动式微陀螺左右部分的对称性这一观点。试验结果证明了仿真分析的正确性。研究结果明确了关键参数的变异对微陀螺性能的影响。(本文来源于《中国机械工程》期刊2009年11期)

田野[7](2009)在《振动式微机械陀螺系统噪声分析及低噪声电路设计》一文中研究指出微陀螺系统是一种能够测量物体相对惯性空间角速度的传感器,它是基于哥氏加速度检测原理而工作的,在军事、导航领域有着广泛的应用。随着MEMS技术的不断成熟,微机械陀螺传感器结构的加工技术已日趋成熟,而接口电路的设计则成为制约微机械陀螺产品化的瓶颈。目前国外研制的微陀螺系统的分辨率大都在1 /h以内,但是国内的微陀螺系统分辨率还在100/ h左右,而微陀螺的输出信号幅度很小,噪声或外界干扰会严重影响微陀螺检测的分辨率,对微陀螺系统噪声的分析是十分重要的。本文基于闭环驱动全差分振动式微机械陀螺系统,从微陀螺的工作原理出发,分析得到陀螺驱动模态和检测模态的动力学方程,并通过分析驱动电路和检测电路的工作原理,利用基本的噪声理论和噪声分析方法,建立了接口电路的整体噪声模型和前置放大器、增益级以及开关相敏解调电路的噪声模型,深入、详细地分析接口电路的噪声。通过对结构噪声和检测电路噪声的对比,分析确定了电路的噪声是系统噪声的主要贡献部分,并通过对检测电路的噪声分析,确定了前置放大器是对接口电路和微陀螺系统噪声贡献最大的模块。经过分析计算得到检测电路的输入参考噪声电压为3.79μV/ Hz~(1/2) ,机械热噪声在检测电路输入端等效噪声电压为32nV/ Hz~(1/2) ,检测电路的输出噪声电压为3.6mV,为后续低噪声优化设计提供理论基础。闭环自激驱动电路中相位噪声会影响驱动信号频率的稳定性,本文在分析闭环自激驱动电路的工作原理的基础上对驱动电路的相位噪声进行了具体分析,得到相位噪声为-51.4dBc/Hz~(1/2)。最后,本文根据对检测电路的分析结果,通过对前置放大器中T型电阻网络和运算放大器结构的改进,大大减小了前置放大器的噪声,将前置放大器的噪声从3.79μV/ Hz~(1/2)降低到148.68nV/ Hz~(1/2) ,检测电路的输出噪声电压降低到153μV ;采用多路同相器并联的结构取代单纯的运算放大器结构,将其噪声降低到4.03nV/ Hz~(1/2) ;同时,设计了一种低噪声运算放大器,其噪声为9.86nV/ Hz~(1/2)。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2009-06-01)

陈李,陈德勇,王军波,毋正伟,张明[8](2009)在《一种电磁式微机械振动环陀螺的建模与优化》一文中研究指出提出了一种新型的电磁式微机械振动环陀螺结构.为优化陀螺的设计和提高陀螺的性能,在推导微机械陀螺集总参数模型的基础上,建立了电磁式微机械振动环陀螺的数学模型,得到了影响陀螺灵敏度的因素,据此对陀螺参数进行优化设计.采用有限元分析方法和实验测试方法相结合来验证该模型和设计方案的可行性.模型计算结果表明,优化后的陀螺在-200~200(°).s-1的范围内,其机械灵敏度为0.002 3μm/((°).s-1),电学灵敏度为0.062μV/((°).s-1).用有限元模拟得到陀螺机械灵敏度为0.002 9μm/((°).s-1),锁相放大器测试得到微陀螺样机电学灵敏度为0.051μV/((°).s-1).有限元仿真和样机实测结果与理论计算结果基本吻合,证实了该模型的正确性及陀螺设计方案的可行性.(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2009年03期)

文永蓬,王安麟,姜涛,刘钊,刘广军[9](2008)在《音叉振动式微机械陀螺弹性梁的研究》一文中研究指出以一种音叉振动式微机械陀螺为研究对象,建立了四自由度微机械陀螺动力学模型,重点分析了驱动微弹性梁和检测微弹性梁刚度较大方向的微弹性系数对微机械陀螺动力学性能的影响。设计了叁段检测梁和两段驱动梁并推导出其微弹性系数公式,建立了微弹性梁的评价函数,通过实例解析对微机械陀螺动力学性能进行了优化。结果表明:优化后的微机械陀螺具有较好的健壮性和较高的灵敏度。此研究结果适用于音叉式微机械陀螺,而且对其它 MEMS 器件的设计具有重要的参考价值。(本文来源于《高技术通讯》期刊2008年12期)

邱奕文,吴昌聚,王昊,金仲和,王跃林[10](2008)在《振动式微机械陀螺驱动环路数字自动增益控制研究》一文中研究指出对微机械陀螺系统的自激驱动环路进行了分析,并对数字处理电路中自动增益控制(AGC)模块进行了深入研究,给出了一种高控制精度的定点数字AGC算法。通过理论分析和模型仿真,结果表明AGC控制精度得到很大的提高,对陀螺驱动输出信号的幅度具有很好的控制效果,从而可以大大减小陀螺温漂及其他一些因素引起的不稳定性。最后给出了算法的直线逼近近似实现方法,能在的定点DSP当中很方便的实现。(本文来源于《传感技术学报》期刊2008年08期)

振动式微机械陀螺论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

在多种类型的陀螺仪中,以振动式微机械陀螺仪最具代表性,且具有丰富的研究基础和很高的市场占有率。首先介绍了各种检测方式的振动式微机械陀螺仪的国内外研究现状,对各种类型陀螺仪的结构、加工工艺、工作方式、性能指标等进行了详细的阐述,并对振动式微机械陀螺仪的发展趋势进行了展望。振动式微机械陀螺仪不仅要向高精度、高稳定性的导航等领域继续发展,同时也需要兼容低性能要求的民用领域。随着加工技术的不断进步和应用领域的扩展,小型化、叁轴一体化、新材料将成为振动式微机械陀螺仪的研究热点。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

振动式微机械陀螺论文参考文献

[1].王刚,王玉朝,余才佳.振动式微机械陀螺环境适应性提升研究[C].中国惯性技术学会第七届学术年会论文集.2015

[2].张霞.振动式微机械陀螺仪的研究现状与展望[J].固体电子学研究与进展.2013

[3].文永蓬,尚慧琳.间接连接型音叉振动式微机械陀螺的性能变异分析[J].机械设计与制造.2013

[4].史元.振动式微机械陀螺数字信号处理系统及其实现[D].浙江大学.2010

[5].陈李,陈德勇,王军波,毋正伟,张明.高性能电磁式微机械振动环陀螺[J].光学精密工程.2009

[6].王安麟,文永蓬,姜涛,刘钊,刘广军.一种音叉振动式微机械陀螺的性能变异分析[J].中国机械工程.2009

[7].田野.振动式微机械陀螺系统噪声分析及低噪声电路设计[D].哈尔滨工业大学.2009

[8].陈李,陈德勇,王军波,毋正伟,张明.一种电磁式微机械振动环陀螺的建模与优化[J].纳米技术与精密工程.2009

[9].文永蓬,王安麟,姜涛,刘钊,刘广军.音叉振动式微机械陀螺弹性梁的研究[J].高技术通讯.2008

[10].邱奕文,吴昌聚,王昊,金仲和,王跃林.振动式微机械陀螺驱动环路数字自动增益控制研究[J].传感技术学报.2008

论文知识图

音叉式微机械陀螺的扫描电镜照片振动式微机械陀螺模型示意图音叉振动式微机械陀螺各阶模态能...线振动式微机械陀螺仪简化机械...5-1 微机械音叉振动式微机械陀螺振动式微机械陀螺结构示意图

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