針對(duì)當(dāng)前MEMS常規(guī)陀螺不能滿足高旋彈測(cè)姿的要求,課題組研制了一種可用于測(cè)量高旋彈角速率的微機(jī)械陀螺。該陀螺與常規(guī)陀螺不同,其主要利用彈體沿軸向的高速旋轉(zhuǎn)作為陀螺的驅(qū)動(dòng)部分。當(dāng)彈體存在俯仰角速率或偏航角速率時(shí)就會(huì)產(chǎn)生哥氏力,質(zhì)量塊在哥氏力的作用下繞扭轉(zhuǎn)梁作角振動(dòng)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致陀螺質(zhì)量塊與極板間的電容發(fā)生變化,通過(guò)檢測(cè)電容的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部輸入角速率的測(cè)量。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)前期所設(shè)計(jì)陀螺抗過(guò)載能力差、輸出信號(hào)靈敏度較低,因此本文在前期設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)陀螺結(jié)構(gòu)及檢測(cè)電路進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化后陀螺的性能進(jìn)行測(cè)試,本文所研究主要內(nèi)容如下：（1）對(duì)陀螺的基本原理及輸出特性進(jìn)行分析。首先對(duì)陀螺的基本原理進(jìn)行分析；然后根據(jù)其工作原理建立其動(dòng)力學(xué)方程,并對(duì)其輸出特性進(jìn)行分析。（2）陀螺結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),在了解陀螺的基本原理和輸出特性后實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先分析了陀螺結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型及改進(jìn)方向；然后分析了陀螺的相關(guān)力學(xué)參數(shù)以及各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)陀螺輸出的影響,確定陀螺的結(jié)構(gòu)類型,并通過(guò)ANSYS軟件進(jìn)行仿真分析；最后對(duì)優(yōu)化后陀螺的電學(xué)特性進(jìn)行分析,驗(yàn)證優(yōu)化后的可行性。（3）陀螺結(jié)構(gòu)工藝及版圖的設(shè)計(jì),結(jié)合陀螺的結(jié)構(gòu)及工... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微機(jī)械陀螺的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微小電容檢測(cè)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 旋轉(zhuǎn)彈用MEMS陀螺的基本工作原理
    2.1 哥氏效應(yīng)
    2.2 旋轉(zhuǎn)彈用MEMS陀螺概述
    2.3 微機(jī)械陀螺的輸出特性分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 旋轉(zhuǎn)彈用MEMS陀螺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 陀螺優(yōu)化的必要性及結(jié)構(gòu)選型
    3.2 陀螺相關(guān)力學(xué)參數(shù)分析
    3.3 陀螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4 陀螺結(jié)構(gòu)的仿真分析
        3.4.1 模態(tài)分析
        3.4.2 靜力學(xué)分析
        3.4.3 諧波分析
    3.5 優(yōu)化后陀螺電學(xué)特性分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 旋轉(zhuǎn)彈用MEMS陀螺的工藝與版圖設(shè)計(jì)
    4.1 陀螺加工關(guān)鍵工藝
    4.2 陀螺工藝設(shè)計(jì)
    4.3 陀螺版圖設(shè)計(jì)
        4.3.1 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則
        4.3.2 陀螺版圖制作
    4.4 本章小結(jié)
第五章 旋轉(zhuǎn)彈用MEMS陀螺的信號(hào)檢測(cè)及性能測(cè)試
    5.1 陀螺接口電路
    5.2 陀螺信號(hào)檢測(cè)電路的優(yōu)化及驗(yàn)證
        5.2.1 調(diào)節(jié)基底電容
        5.2.2 二級(jí)放大
    5.3 陀螺性能測(cè)試
        5.3.1 抗過(guò)載能力分析
        5.3.2 陀螺性能測(cè)試平臺(tái)介紹
        5.3.3 陀螺靜態(tài)指標(biāo)測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3176588