微机械谐振陀螺的有限元分析

依据微机械谐振陀螺的结构和工作原理,利用ANSYS有限元仿真软件对微机械谐振陀螺的设计进行了计算和仿真.首先计算了陀螺的驱动模态固有频率和检测模态的固有频率,分析了在检测方向的输出位移、哥氏力与输入驱动信号频率之间的关系,在这基础上,得出当驱动模态的固有频率与检测模态的固有频率比较接近时,输出哥氏力灵敏度较大.同时还分析了内框架梁与外框架梁对陀螺驱动模态与检测模态固有频率的影响,并以此为基础,提出了调节陀螺驱动模态固有频率与检测模态固有频率的方法.     

静电陀螺可控式被动阻尼方案研究

本文在研究球形转子运动规律的基础上,提出采用可控式被动阻尼程序启动陀螺的方案,以解决静电陀螺球形转子极性的不确定性。文章叙述的方案适合我国目前静电陀螺研制工艺,对提高静电陀螺的精度和改善可操性提供了一种有效途径。     

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     

弹性驱动陀螺仪的启动时间

论述了弹性驱动陀螺仪的结构特点和工作是采用分治法对其关键元件发条的力矩以及陀螺转子的转速，启动时间进行了分析和计算，并进行了实验，结果表明，弹性驱动陀螺你是一种快速启动的陀螺仪，启动时间只有几十毫秒。     

微机械陀螺数字读出系统及其解调算法

为实现灵活的参数调整、改善陀螺的控制性能和进行误差补偿,提出了一种用于微机械陀螺的数字读出系统。该系统通过对陀螺输出信号进行数字化,并采用浮点数字信号处理器(DSP)进行反馈控制和算法解调,实现了对微机械陀螺中的微小电容的检测,其中的解调算法采用了最小均方误差解调(LMSD)技术。仿真和实验结果表明:LMSD算法使噪声水平比经典的乘法解调算法下降了29%;将该数字读出系统用于大气条件下工作的一种振动轮式微机械陀螺,噪声水平达到0.0073(°)/(s.Hz-1/2),带宽为100Hz。     

光纤陀螺仪原理及数据读取方法研究

阐述了光纤陀螺仪(FOG)的基本特点,分析了Sagnac效应的基本原理,给出了VC 6.0环境下通过使用ActiveX控件进行串行通讯,实现光纤陀螺仪测量数据的读取的方法,分析了该方法具有的特点。为后续的数据处理作好准备。     

磁悬浮转子微陀螺电容结构设计

为了实现磁悬浮转子微陀螺的电容检测,使用数值积分方法计算了新型磁悬浮转子微陀螺的电容值与转子倾斜角度的关系。计算确定了电容极板尺寸,电容的连接采用了差动电容的连接方式。通过电容检测电路,检测到了小角度输入范围内的陀螺输出信号。检测结果表明:该电容结构对于静态角度输入具有较好的线性响应,该微陀螺原形的电容结构能够检测到的转子倾斜角度可达到0.1°,对应的电容变化约为1 000 aF,满足了微陀螺对电容检测的要求。     

小波理论及其在光纤陀螺信号分析中的应用

分析了Ｆｏｒｉｅｒ变换、短时Ｆｏｕｒｉｅｒ变换和小波变换的不同特点以及光纤陀螺信号噪声产生的原因。根据光纤陀螺信号零点漂移的非平稳随机性和非正态分布特性,提出了利用小波变换所具有的时频局部化优点对其随机过程进行功率谱分析,在此基础上给出了随机过程的时－频功率谱的分析方法,选用具有良好紧支性的Ｍｅｘｏ帽小波为母小波对光纤陀螺随机噪声有序列进行处理,仿真结果表明,基于小波理论的时－频功率方法对光纤陀螺信号随机过程分析的有效性。     

真空封装的硅微陀螺仪

研究了一种硅微陀螺仪,为了提高品质因数,将其封装在15.5 mm×6 mm的真空腔内.采用一种新方式实现了闭环自激驱动,该方式解耦了闭环驱动的相角和增益条件;优化设计了接口线路,消除了大部分耦合电容;推导开环检测时传递函数、静态灵敏度、带宽的表达式,并分析其影响因素.实验结果表明:驱动频率在1 h内相对变化量为0.000 22%;1 h内驱动幅度相对变化量为0.001 5%;标度因数为12 mV/(°.s-1),线性度为0.075 8%,陀螺输出信号噪声低于31.6μV/Hz12.     

快速小波变换及其在光纤陀螺信号处理中的应用

为了提高光纤陀螺输出信号的精度和实时性,提出了一种适合在数字信号处理器(DSP)上实现的快速算法,该算法不需要传统小波变换中内插和抽取步骤,给出了相应的快速分解和快速重构实现公式,并采用半软阈值作为快速小波变换的重构阈值.实验结果表明:在静态和动态陀螺输出条件下,在TMS320C6713 DSP实现半软阈值快速小波变换处理信号时间比原来降低了一个数量级,而滤波精度与原来相当,并且易于硬件实现,完全满足光纤陀螺高精度和高实时性的要求.