金屬筒形諧振陀螺是一種極具發(fā)展前景的固體波動(dòng)陀螺,在兵器、航空、航天等方面有極其重要的應(yīng)用。諧振陀螺具有精度高、小體積、高可靠性等眾多優(yōu)勢(shì),相對(duì)于同種精度的其他種類陀螺,還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工難度小和低成本的特點(diǎn),因此本文以實(shí)驗(yàn)室自行研制的金屬筒形諧振陀螺為研究對(duì)象,對(duì)諧振子及測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:1.介紹了金屬筒形諧振陀螺的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,并介紹了金屬筒形諧振陀螺的數(shù)學(xué)模型,對(duì)其測(cè)控電路的方案進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。2.對(duì)基于鎖相環(huán)原理的頻率控制回路和幅值控制回路的原理進(jìn)行了介紹,并基于原理設(shè)計(jì)了頻率追蹤回路方案和幅值控制回路方案,并依據(jù)方案進(jìn)行了功能測(cè)試和性能測(cè)試。3.對(duì)陀螺諧振子的振型偏移現(xiàn)象出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析,并提出了基于諧振子的去除微質(zhì)量振型修調(diào)方案和振型電校正方案,并對(duì)提出的方案進(jìn)行了測(cè)試。4.對(duì)力反饋控制回路的原理和具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述,并對(duì)該回路進(jìn)行了功能測(cè)試和性能測(cè)試。5.對(duì)陀螺測(cè)控系統(tǒng)測(cè)試。結(jié)果顯示:整個(gè)系統(tǒng)標(biāo)度因數(shù)為59.86mV/^o/s,標(biāo)度因數(shù)線性度為167.9ppm,短期零偏穩(wěn)定性4.6°/h。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)艦船研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

成品半球陀螺儀以及石英諧振子

圖 1.1 成品半球陀螺儀以及石英諧振子螺和半球諧振陀螺一樣，采用的原理相同，但是于半球諧振陀螺的石英而言，具有易加工，易批低精度民用，航空，以及戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航設(shè)備的大規(guī)模關(guān)注。代初，英國(guó)通用電氣航空電子設(shè)備有限公司研為金屬圓筒，在筒形諧振子上邊緣表面對(duì)稱粘貼筒諧振子處于諧振狀態(tài)時(shí)，壓電電極的逆壓電效度輸入時(shí)，在哥氏力作用下的發(fā)生駐波進(jìn)動(dòng)，壓速度的大小，該類型陀螺精度達(dá)到了 0.01°/s[17]的生產(chǎn)[18]，目前已廣泛應(yīng)用在鉆井平臺(tái)、戰(zhàn)術(shù)

圖 1.3 Watson 公司 PRO-132-3A 圓筒型陀螺此外 Watson 公司研發(fā)了一種壓電陶瓷材料為基體的筒形諧振陀螺，在該型諧振子中在諧振子表面鍍著電極，通過(guò)對(duì)壓電電極的分離式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了大約 3°的諧振子振型矯20]，同時(shí)采取對(duì)諧振子邊緣去質(zhì)量的方法，降低了因?yàn)殄冸姌O帶來(lái)的諧振子的頻率裂解提高了陀螺的精度[21]。2010 年，Watson 公司又發(fā)布了一款以金屬-壓電陶瓷為材料的混合結(jié)構(gòu)筒形諧振陀螺這種陀螺的諧振子結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示，諧振子由金屬與壓電圓環(huán)組成，與以往不同的是此諧振子的驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)換能器是在諧振子的底部，而不是在諧振子的筒壁邊緣，在與測(cè)線路相配合，極大的提高了陀螺的溫度特性及零偏穩(wěn)定性[22]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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