硅微型两自由度振动轮式陀螺仪原理分析

首次提出了２种两自由度振动轮式陀螺仪新结构。详细分析了陀螺仪工作原理，推导了陀螺仪动力学方程，介绍了电容信号器和力矩器的工作原理。     

硅微机械振动轮陀螺仪动力学

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。     

基于小波去噪的MEMS陀螺仪随机误差校准算法

微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)陀螺仪具有体积小、成本低、功耗低等特点,在微姿态测量系统中应用极其广泛。由于在制作工艺、材料等方面会引入额外的随机噪声,且瞬态电压的不稳定也会造成MEMS陀螺仪在上电阶段产生随机波动误差,严重影响微姿态测量系统的启动时间和测量精度。因此,基于多分辨分析特性的小波变换分析技术,提出了一种改进的小波去噪算法,通过对MEMS陀螺仪的数据进行3层小波分解,剔除高频分量和电压不稳定产生的突变信号,并对低频分量进行重构,最终得到校准以后的陀螺仪数据,实现陀螺仪随机误差的快速校准。实验验证结果表明,通过3层小波分解后,随机误差均值小于0.05 °/s,系统启动时间小于0.1 s,具有较好的噪声抑制和迅速启动能力。     

空间稳定惯性导航系统中陀螺仪漂移模型系数的辨识

陀螺仪的漂移误差是空间稳定惯性导航系统的主要误差源,对漂移模型系数的准确辨识是保证系统实现长时间、高精度自主导航的关键．独立标定陀螺仪的数据无法全面反映陀螺仪在系统中的特性,必须在系统中实现对陀螺仪漂移模型系数的辨识,为此,分析了系统稳定平台坐标系随动于陀螺坐标系的运动过程,推导出稳定平台的运动微分方程,建立了以陀螺仪漂移模型系数为状态变量的系统方程；以平台上加速度计的输出为观测量,采用扩展卡尔曼滤波器对陀螺仪漂移系数进行估计．仿真实验结果表明,新的陀螺仪漂移系数辨识方法是有效的和准确的．     

扇形梳齿驱动式微机械隧道陀螺仪的初步研究

设计了一种扇形梳齿驱动式隧道陀螺仪,意在取代现有的平板驱动方式,以此来提高陀螺仪的灵敏度.从扇形梳齿驱动的工作原理出发,推导了该型陀螺仪的运动方程,分析了结构参数与其灵敏度的内在联系.在此基础上,对陀螺仪设计中与陀螺仪性能相关的机械耦合、静电驱动频率和敏感方向刚度等问题进行了有益的探讨,揭示了静电驱动频率的选择与敏感方向品质因子和驱动方向品质因子大小之间的内在联系,为陀螺仪的尺寸优化设计奠定了理论基础.     

MEMS陀螺仪的一种新颖高精度标定算法研究

为了提高微机电系统(microelectro mechanical systems,MEMS)陀螺仪的测量精度,分析了MEMS陀螺仪的静态误差,建立了MEMS陀螺仪的输出模型和标定原理,提出了一种新颖的加权递推最小二乘标定算法,该算法可对MEMS陀螺仪进行高精度的标定,并对低精度MEMS陀螺仪给出了有效自适应滤波处理方法?通过大量实验数据分析表明,利用提出的标定算法,误差补偿后的MEMS陀螺仪性能得到了显著的提高?     

DTG阻力矩实验测试方法研究

用一种简便的实验方法测试分析了动力调谐陀螺仪的阻力矩，进行了理论近似计算验证，所得结果比较相近，该方法对于陀螺阻力矩分析特别是了陀螺仪应用单位进行了阻力矩分析具有较大的实用性。     

陀螺仪的线振动对其精度的影响

为了探索陀螺仪转速和精度之间的关系,本文提供了一个处于振动中的非绝对刚性陀螺仪工作时的数学模型。计算结果和试验表明:在这种情况下陀螺仪有一个使其精度最高的适中转速。本文为陀螺仪工作转速的选择和陀螺仪补偿系统的设计提供了参考依据。     

双框架式振动陀螺仪的系统研究

微机械振动陀螺仪是一类难度较大的微机电系统。本文详细介绍了双框架式振动陀螺仪结构及工作原理,讨论了其驱动方式,分析了其信号测试上的特殊性,提出了一种测试方案,对其中的关键问题进行了,提出了解决方法。     

基于陀螺仪误差后验补偿的捷联惯导圆锥效应补偿算法

捷联惯导圆锥效应补偿计算通常基于输出补偿后的陀螺仪角增量,陀螺仪误差补偿速率必须与陀螺仪输出的采样速率相同,相应地增加了导航计算机的吞吐量,为此提出了一种后验补偿方法.首先利用未进行误差补偿的陀螺仪角增量输出计算圆锥补偿项,然后在姿态更新中对由于陀螺仪误差未补偿造成的圆锥补偿误差进行补偿.仿真实验证明,在相同圆锥效应补偿更新速率下,后验补偿算法计算的圆锥效应补偿精度与先验算法相当,但计算量显著降低.     

动力调谐陀螺仪再平衡回路的多变量频域设计

在多变量频域内讨论动力调谐陀螺仪的解耦问题，基于多变量系统的特征分解和特征轨迹－交互控制器设计方法，设计了动力调谐陀螺仪再平衡输入补偿器，实现了动力调谐陀螺仪的近似解耦控制，解决了传统的对角解耦设计因零极点相消导致系统在章动频率点不可控的问题，为动力调谐螺仪再平衡回路的设计提供了一种新方法。     

球形流体转子陀螺仪动力学分析

球形流体转子陀螺仪是利用在球腔内旋转的流体作为惯性元件的新型陀螺仪,可作为双轴速率陀螺仪在航空及航天技术中量测载体的角速度或自旋卫星的章动角。本文系统地分析了这种陀螺仪的动力学原理,导出了计算公式,并建立各种设计参数与量测灵敏度和精度之间的关系,为新型陀螺仪的研制工作提供理论基础.     

硅微型梳状线振动驱动式陀螺仪的模型分析

通过硅微型梳状线振动驱动式陀螺仪的结构示意图,介绍了该陀螺仪的工作特点.利用牵连运动的加速度合成定理和牛顿力学定律,通过力学分析和数学演算得到了该陀螺仪的活动质量的加速度表达式,并给出了该陀螺仪的数学模型.在陀螺仪做各坐标轴方向的转动和作一般转动的情况下,对数学模型进行了求解,最后利用方程的解分析了陀螺仪是如何工作的、各种情况下该陀螺仪工作的差别、各坐标轴方向的转动对陀螺仪工作的不同影响.     

光纤陀螺仪测试研究

论述了光纤陀螺仪测试系统的组成。对光纤陀螺仪的偏值稳定性、输入轴失准角和随机游走系数等进行了测试和分析，对陀螺仪随机漂移模型进行了辨识，分析了转台误差对陀螺仪输入轴失准角测试精度的影响．所得结论为陀螺仪生产工艺的改进、陀螺仪应用中的误差建模和补偿提供了理论依据     

微机械振动陀螺仪的误差分析

介绍了微机械振动陀螺仪的结构特点及工作机理,建立了其力学模型,并在此基础上,对原理误差进行了定性的分析,得出了影响其精度的主要干扰源,为误差的补偿指明了方向。     

小型静电陀螺仪静电场附加干扰力矩分析

推导了采用装配式电极结构的小型静电陀螺仪电极误差产生的静电场附加干扰力矩计算公式。分析了电极的面积误差、非球形误差、装配误差对附加干扰力矩的影响,指出了减小该干扰力矩的途径,其结果对小型静电陀螺仪的设计与研制具有参考价值。     

冗余配置陀螺仪故障诊断方法研究

陀螺仪冗余配置是提高捷联惯导系统可靠性的重要手段。研究了6个单自由度陀螺仪的配置方案和故障检测方法。该方法可以对多个陀螺仪同时出现故障的情况进行检测与隔离。     

嵌入式两轮循迹自平衡车

采用飞思卡尔单片机为控制核心,以陀螺仪、加速度计为传感器的姿态,感知系统调节运动姿态,提高两轮自平衡电动车的控制精度。该两轮自平衡电动车具有体型小巧、转弯灵活的特点,动力来源为蓄电池。     

微机械单晶硅陀螺仪谐振器结构参数设计

微机械单晶硅陀螺仪谐振器的结构参数设计对陀螺仪的机械性能影响很大，它决定了陀螺仪的水平和垂直方向的固有振荡频率，并影响微机械单晶硅陀螺仪谐振器的振荡幅度，因而，也直接影响微机械单晶硅陀螺仪的灵敏度。研究了微机械单晶硅陀螺仪谐振器的结构参数设计与其机械性能的关系，探讨了微机械单晶硅陀螺仪谐振器结构设计的一般原则，微机械单晶硅陀螺仪谐振器的结构参数对其动态性能有显著的影响，文中对此进行了仿真研究。     

振动轮式微机械陀螺仪微分方程模型及解的存在惟一性

通过振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图,详细介绍了该陀螺仪的工作特点.利用欧拉动力学方程给出了该陀螺仪的数学模型.利用常微分方程组解的存在性定理,讨论了解的存在惟一性,并利用振动轮式微机械陀螺仪的基本工作特点对该微分方程模型进行了简化.