基于遗传算法的多自由度振动陀螺仪优化设计

针对微陀螺仪灵敏度与带宽的制约问题,通过一种新型的生物进化遗传算法,提出了一种基于灵敏度和带宽最优化的优化设计方法.编写了多目标遗传算法的相关程序,该方法基于特征提取确定约束条件,以微陀螺振动系统振子质量比、结构频率比以及弹性梁刚度系数比为设计变量,灵敏度与带宽为设计目标,采用多目标遗传算法对模型进行优化.以双检测单驱动三自由度微机械陀螺仪为研究对象进行分析与优化,获得的灵敏度和带宽与二次序列规划算法(SQP)相比分别提升了18 dB和2 175 Hz.结果表明,采用该方法对微陀螺仪的性能进行分析和优化,能在大大提高优化效率的同时有效提高灵敏度与带宽,达到提升多自由度微陀螺性能的目的,为微机械振动陀螺仪的优化设计提供了新的有效方法.     

双质量微机电陀螺驱动轴结构不对称误差辨识

双质量微机电振动陀螺驱动轴振动的对称性是影响陀螺性能的重要因素,造成振动不对称的主要原因是驱动电容、检测电容和弹性梁刚度都存在不对称误差。该文建立了非理想双质量陀螺驱动轴的动力学模型,分析了刚度不对称和驱动力不对称对陀螺振动特性的影响。弹性梁刚度不对称误差是导致双质量块振幅不等的主要因素。提出了一种通过扫频测试和数据处理辨识不对称误差的方法,采用该方法对所研究的双质量陀螺的不对称误差进行了辨识。依据误差辨识参数对驱动轴振动模型的频率响应特性进行了计算,计算结果和测试结果一致,验证了该辨识方法的准确性。     

结构解耦的双质量微陀螺仪结构方案设计与仿真

为了解决双线振动双质量微机械陀螺驱动和检测模态耦合的问题,提出了一种新的双质量双线振动式微机械陀螺仪结构方案,并对驱动和检测梳齿的电容布置以及梁的结构形式进行了设计.根据微陀螺的结构和工作原理,对该陀螺的驱动和检测模态进行了理论分析,给出了简化的动力学方程,并利用ANSYS有限元分析软件进行了数值仿真,以验证设计思想的正确性.仿真结果表明,双质量块和折叠梁的设计使该微陀螺能够实现驱动和检测模态的完全解耦.在仿真验证的基础上,通过调节结构参数实现了陀螺驱动模态与敏感模态固有频率的匹配及其与干扰模态的隔离.2个质量块的差动输出能够有效减小共模信号的干扰,变面积式的梳齿电容布置方式能使微陀螺在空气下的模态品质因数显著提高.该结构设计方案能使微陀螺的整体性能得到提高,达到了理想的设计目的.     

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。     

差动式电感信号器的原理及调试

差动式电感信号器是陀螺的重要部件之一，其精度直接影响陀螺仪的精度，因此，动力调谐陀螺仪对信号器有着严格的要求，本文以某型动力调谐陀螺为例，分析了差动式电感信号器的工作原理，并根据实际工作中对差动式电感信号器的调试进行总结，以期给同行起借鉴之用。     

高动态动力调谐陀螺仪力矩器热力学仿真研究

讨论陀螺力矩器的热力学模型 .根据陀螺仪力矩器基本热平衡方程 ,考虑陀螺动态过程中发热和散热条件的变化 ,建立了高动态动力调谐陀螺仪力矩器的热力学模型 ,编写了力矩器热力学仿真软件 ,对陀螺仪动态变化过程中力矩器的温度变化情况进行了仿真     

陀螺角速度漂移数学模型识别

由于陀螺角速度漂移是长时间工作的惯性导航系统的主要误差源,因此,为了对长时间工作的惯性导航系统进行最佳设计,建立陀螺角速度漂移的数学模型是必要的。本文从认为陀螺角速度漂移是由白噪声通过线性系统形成的观点出发,采用《时间序列分析》的方法,通过模型识别、参数估计和检验等步骤,对某个三自由度陀螺仪以等时间间隔所测得的沿方位和水平方向的角速度漂移各631个数据,进行了数学分析,并分别建立了数学模型。分析结果表明:此陀螺角速度漂移是由平稳随机过程和非平稳的随机游动及滑落所组成。这个结果对于评定陀螺仪的性能和质量是有用的。但是为了真正满足惯性导航系统最佳设计的需要,要求建立长时间的陀螺角速度漂移的数学模型,为此,就需要对批量生产的陀螺仪进行长时间漂移的抽样测试,获得分析所需的样本数据。另外,如果有需要,还得把离散型的差分方程化为所需的连续型微分方程型。本文所采用的方法对相当广泛的一类工程问题也是适用的。     

陀螺随机漂移的神经网络预报方法研究

针对惯性导航系统中陀螺仪的漂移特性,在时间序列分析及神经网络理论的基础上提出了一种时间序列神经网络结构,并采用此种网络模型对某捷联惯导系统中所用的陀螺仪漂移数据进行了预报。预测结果表明,这种预测方法对于陀螺漂移建模及预报是可行的。     

抗高过载微机械陀螺仪研究综述

惯性制导系统在制导炮弹中有着极其重要的作用,其中,微机械陀螺仪作为惯性制导系统的核心器件,其抗高过载能力直接制约着惯性制导系统在抗高过载环境中的应用。首先,对炮射膛内高过载环境进行了建模和量化,概括了微机械陀螺结构的高过载失效机理。其次,结合国内外相关机构公开发表的研究成果,从微机械陀螺仪的抗高过载特性的角度出发,介绍了不同测控方式、不同结构形式、不同结构材料、不同工作原理的微机械陀螺仪的抗冲击能力。最后,对相关报道和论文进行了总结和归纳,提出应从驱动-检测方式、合理的吸能释能结构配置、工作原理、新型结构材料、多级系统缓冲等方面设计和改进高过载微机械陀螺结构,以提高陀螺的抗高过载能力。     

高动态动力调谐陀义力矩器热力学仿真研究

讨论陀螺力矩器的热力学模型。根据陀螺仪力矩器基本热平衡方程,考虑陀螺动态过程中发热和散热条件的变化,建立了高动态动力调谐陀螺仪力矩器的热力学模型,编写了力矩器热力学仿真软件,对陀螺仪动态变化过程中力矩器的温度变化情况进行了仿真。     

载体驱动硅微机械陀螺的电学模型研究

本文针对载体驱动硅微机械陀螺的动力学特性，建立了基于微机械陀螺机械振动特性和电学特性的等效电路模型，利用电学模拟工具Pspice对模型进行了验证。模拟分析与实验结果表明，采用机电模拟方法建立的微机械陀螺电学模型可替代动力学模型，用于接口电路的设计与仿真， 利用该模型设计的电路能满足载体驱动硅微机械陀螺性能指标的要求。     

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.     

Spiral Torsion Spring Optimization Design for Separation Devices

As a driving element,the spiral torsion spring can control the release velocity by the optimization design of spring parameters and be used for separation devices,which is conducive to unlocking synchronicity and low-shock of the separation. On the basis of analyzing the performance requirements of the spiral torsion spring in a spacecraft device,the optimization design model of the spiral torsion spring is given, which takes the spiral torsion spring's length,width and thickness as the optimization variables,and the minimum volume as the optimization objective. The model considers output torque,strength,the maximal resetting load,holding force,and low shock as constraint conditions. A case is given to analyze the proposed model. The analysis results show the optimization scheme decreases the volume of the spiral torsion spring and meets the performance requirements of the separation device.     

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．     

Si Micromachined Gyroscope Driven by the Rotating Carrier

This paper reports a silicon micromachined gyroscope driven by the rotating carrier’s angular velocity．The silicon was manufactured by anisotropic etching．The structure and dynamic formulation are introduced here,with the silicon processing and packing of the sensing element studied．The angular velocity of the rotating carrier is measured by an emulator．The results show that the gyroscope is capable of sense yawing or pitching,and the angular velocity of the rotating carrier itself．     

AutoCAD中三维螺旋弹簧、螺纹的近似画法

在AutoCAD中没有直接绘制三维螺旋弹簧、螺纹的方法。本文主要介绍绘制三维螺旋弹簧的近似方法:对于弹簧的有效圈,在楔形体的斜面上绘制圆弧,沿圆弧路径拉伸簧丝断面圆得半圈弹簧,通过复制、旋转和移动组成一圈弹簧,将一圈弹簧阵列得到整个弹簧;对于弹簧的支撑圈,方法类似,只是楔形体的斜面倾斜角度要小一些。     

计算圆柱螺旋弹簧尺寸公差的一个方法

在分析圆柱螺旋弹簧尺寸公差的可靠性条件和刚度的基础上提出了一个计算圆柱螺旋弹簧尺寸公差的方法．     

弹簧的计算机辅助设计与优化设计软件包

本文论述圆锥螺旋压缩弹簧和圆柱螺旋压缩弹簧的计算机辅助设计与优化设计软件包,内容包括圆锥螺旋压缩弹簧优化设计的数学模型,两种弹簧的计算机辅助设计、自动绘图和数据处理。     

带盒蜗线形发条的最大比能量

本文利用优化方法,解决蜗线形发条的最大能量问题,以得到带盒发条的最小体积。文中,与目前常用的设计规范进行比较,並指出这些规范的局限性。本文还提供了用优化方法得到的线图,供蜗线形发条设计之用。     

螺杆压缩机阴转子定轴横轧成形可行性研究

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件,具有螺距大、齿高半径大和螺旋升角大的特点,现有工艺为切削加工.提出一种将带有非对称螺旋齿形的螺杆阴转子直接轧制成形的新工艺,旨在实现螺杆转子的近净成形,大幅度提高其生产效率.采用有限元数值模拟和轧制试验相结合的方法对螺杆阴转子的定轴横轧成形进行了研究,得到的螺杆阴转子的非对称螺旋齿形分度均匀良好、齿形填充饱满、成形尺寸基本满足设计要求.研究结果表明,定轴横轧螺杆阴转子的工艺是可行的,具有一定的工业应用价值.