电容式微机械加速度计闭环系统的零偏

为解释电容式微加速度计闭环系统零点不惟一的特殊现象,对其力学模型和电路特性进行理论分析,推导了闭环输出、零偏、零偏重复性、检测盲区宽度等公式,建立新的静平衡模型.通过零偏与预载的关系实验,定量分析了零偏不重合度、零偏重复性等,并对实验数据进行误差分析.该静平衡模型揭示了动齿的运动规律,证明检测盲区宽度和零偏重复性成正比,成功解释了两个零点问题.指出提高零偏重复性指标的方法,对于微机械结构的设计、预载的选择也具有指导意义.     

捷联惯导快速传递对准的可观测性与机动方案

为研究捷联惯导"速度+姿态"匹配快速传递对准中滤波模型的可观测性与载体机动的关系,提出一种分段线性定常系统(PWCS)可观测性逆向分析方法。该方法将原模型近似为PWCS。通过分析PWCS可观测性矩阵的秩的时变,推导出使PWCS完全可观测的各种状态段组合,包含其中任一种状态段组合的机动方案即满足滤波模型完全可观测的条件。摇翼机动传递对准仿真结果验证了PWCS可观测性逆向分析方法。由该方法的分析结果提出利用载体普通机动的快速传递对准机动方案。     

激励电压对梳齿式加速度计系统的影响

为优化梳齿式微硅加速度计的系统设计,研究了激励电压对加速度计性能和电路参数选择的影响。推导出的系统静电力方程说明,激励电压对静电力的影响相当于在预载电压上叠加了微幅高频干扰,该干扰决定了加速度计的标度因数稳定性。由闭环传递函数得出了标度因数稳定性与电路参数间的关系。实验结果表明,根据标度因数稳定性指标选取了合适的电路参数后,可以忽略激励电压对静电力的影响。在实际应用中,利用该结论可以减小加速度计尺寸并降低功耗。     

电测法测量梳齿式微机械加速度计的机械参数

为测量梳齿式微机械加速度计敏感元件的机械参数,提出一种静态电测法。在施力电极上加载直流电压,产生与摆片重力相当的静电引力,根据静电力与重力平衡的关系式,求解出敏感元件的实际机械参数。进行了检测电路的放大性能实验、加速度计重力场静态翻滚实验和摆片的静电吸引实验。实验结果表明,该方法能准确地估算敏感元件的实际机械参数及静态性能。与其他方法相比,静态电测法能较为全面地评估加工工艺对系统性能的影响,不需要特殊的测量环境和仪器设备,能在制造现场使用。     

静电悬浮微机械加速度计设计

设计了一种基于静电悬浮原理的微机械加速度计。它采用三明治结构的微敏感元件,电容式位移检测方案及静电力悬浮控制方案。着重对敏感元件的主要结构设计、参数的选取、支承静电力的计算以及量程极限、精度极限等问题进行了分析,表明在目前技术条件下,可以实现量程约5g,精度为10-5g的悬浮微加速度计。设计并加工出一种圆环形结构的敏感元件,已实现了Z轴方向的静电悬浮及加速度测量,证明设计方案是可行的,进一步研究可实现三轴悬浮加速度计。     

挠性摆式微硅加速度计的模态分析

近年来,在很多应用中,对加速度计动态性能提出较高的要求,故在结构设计阶段必须对其进行动态力学分析,以期使摆片模态满足使用要求。有限元分析是分析复杂结构的一种较新的高精度的分析工具。本文利用有限元分析方法对挠性摆式微硅加速度计进行模态分析。文中按照设计加速度计的尺寸给出仿真的振型图、各模态的谐振频率、加速度作用时模态参与因素、振动响应谱以及各模态产生的位移和应力比较等。得出该加速度计共有六种模态,而第一模态（工作模态）比其它模态作用强很多,是主要模态。     

静电悬浮微硅陀螺的空气阻尼特性

为保证静电悬浮微陀螺在工作状态下具有期望的动态特性,需要得到微陀螺六自由度运动的空气阻尼模型。根据流体力学和分子动力学的基本理论,在考虑空气流动状态、温度和气膜可压缩性的基础上,构建了描述微陀螺压膜阻尼特性的Reynolds方程,以及描述滑膜阻尼特性的Couette流模型。将微陀螺表头内部气膜分成了8个区,推导了气膜在大间隙振动、径向摆动和轴向旋转时的气膜阻尼系数。根据微陀螺的结构参数进行气膜阻尼仿真,结果表明:轴向压膜阻尼对微陀螺支承系统的动态特性影响最大,气膜间隙-气膜阻尼系数曲线呈抛物线型,气膜阻尼系数随温度呈线性变化。     

速度与角速度双积分匹配传递对准

为降低载体挠曲变形对传递对准的影响,提出了＂速度＋角速度双积分＂匹配方法。与姿态匹配相比,角速度双积分匹配对载体挠曲变形不敏感。结合速度匹配,＂速度＋角速度双积分＂匹配可减小挠曲变形引起的传递对准误差。参照挂飞试验测得的机翼挠曲变形数据,进行了传递对准的Monte Carlo仿真。仿真结果表明：采用＂速度＋角速度双积分...