金屬筒型諧振陀螺振型校正及測控系統(tǒng)研究
發(fā)布時間：2021-12-16 20:11
金屬筒形諧振陀螺是一種極具發(fā)展前景的固體波動陀螺,在兵器、航空、航天等方面有極其重要的應用。諧振陀螺具有精度高、小體積、高可靠性等眾多優(yōu)勢,相對于同種精度的其他種類陀螺,還具有結構簡單、加工難度小和低成本的特點,因此本文以實驗室自行研制的金屬筒形諧振陀螺為研究對象,對諧振子及測控系統(tǒng)進行了研究,主要研究內容包括:1.介紹了金屬筒形諧振陀螺的基本結構和工作原理,并介紹了金屬筒形諧振陀螺的數學模型,對其測控電路的方案進行了總體設計。2.對基于鎖相環(huán)原理的頻率控制回路和幅值控制回路的原理進行了介紹,并基于原理設計了頻率追蹤回路方案和幅值控制回路方案,并依據方案進行了功能測試和性能測試。3.對陀螺諧振子的振型偏移現象出現的原因進行了分析,并提出了基于諧振子的去除微質量振型修調方案和振型電校正方案,并對提出的方案進行了測試。4.對力反饋控制回路的原理和具體實現方案進行了詳細的分析和論述,并對該回路進行了功能測試和性能測試。5.對陀螺測控系統(tǒng)測試。結果顯示:整個系統(tǒng)標度因數為59.86mV/o/s,標度因數線性度為167.9ppm,短期零偏穩(wěn)定性4.6°/h。
【文章來源】：中國艦船研究院北京市
【文章頁數】：78 頁
【學位級別】：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)術導航設備的大規(guī)模關注。代初，英國通用電氣航空電子設備有限公司研為金屬圓筒，在筒形諧振子上邊緣表面對稱粘貼筒諧振子處于諧振狀態(tài)時，壓電電極的逆壓電效度輸入時，在哥氏力作用下的發(fā)生駐波進動，壓速度的大小，該類型陀螺精度達到了 0.01°/s[17]的生產[18]，目前已廣泛應用在鉆井平臺、戰(zhàn)術
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，通過對壓電電極的分離式設計，實現了大約 3°的諧振子振型矯20]，同時采取對諧振子邊緣去質量的方法，降低了因為鍍電極帶來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構筒形諧振陀螺這種陀螺的諧振子結構如圖 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動與檢測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】：
期刊論文
[1]半球諧振陀螺的漂移機理及其控制[J]. 高勝利,吳簡彤. 彈箭與制導學報. 2008(03)
[2]基于多電極的半球諧振陀螺信號檢測[J]. 高勝利,吳簡彤. 哈爾濱工程大學學報. 2008(05)
[3]微型半球陀螺儀的誤差源研究[J]. 倪受東,吳洪濤,嵇海平,朱劍英. 傳感器與微系統(tǒng). 2007(01)
[4]半球諧振陀螺的振幅控制及誤差分析[J]. 高勝利,吳簡彤,張福勇. 測試技術學報. 2006(04)
[5]力平衡半球諧振陀螺的信號檢測[J]. 高勝利,吳簡彤,張福勇. 船舶工程. 2006(02)
[6]陀螺儀的發(fā)展及應用[J]. 梁閣亭,惠俊軍,李玉平. 飛航導彈. 2006(04)
[7]音叉電容式微機械陀螺的誤差源分析與消除[J]. 常洪龍,苑偉政. 西北工業(yè)大學學報. 2004(06)
[8]微機械陀螺數字讀出系統(tǒng)及其解調算法[J]. 周斌,高鐘毓,陳懷,張嶸,陳志勇. 清華大學學報(自然科學版). 2004(05)
[9]哥氏振動陀螺[J]. 呂志清. 壓電與聲光. 2004(02)
[10]陀螺慣性制導及其軍事應用[J]. 陳心中,徐潤君. 大學物理. 2004(03)
博士論文
[1]杯形波動陀螺零偏漂移機理及其抑制技術研究[D]. 席翔.國防科學技術大學 2014
[2]杯形波動陀螺關鍵技術研究[D]. 陶溢.國防科學技術大學 2011
碩士論文
[1]杯形波動陀螺數字化測控技術研究[D]. 謝笛.國防科學技術大學 2011
[2]半球陀螺加工用球頭砂輪修整裝置研制與修整工藝研究[D]. 張坤.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[3]半球陀螺儀諧振子振動特性及其結構研究[D]. 梁嵬.長春理工大學 2008
[4]半球陀螺諧振子的力學性能及振動特性分析[D]. 李子昂.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[5]振動式微機械陀螺接口電路及其數字化研究[D]. 李芊.西北工業(yè)大學 2007
[6]半球諧振陀螺控制技術研究[D]. 雷霆.重慶大學 2006
[7]半球諧振陀螺誤差分析和濾波方法研究[D]. 易康.國防科學技術大學 2005
本文編號：3538751
【文章來源】：中國艦船研究院北京市
【文章頁數】：78 頁
【學位級別】：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)術導航設備的大規(guī)模關注。代初，英國通用電氣航空電子設備有限公司研為金屬圓筒，在筒形諧振子上邊緣表面對稱粘貼筒諧振子處于諧振狀態(tài)時，壓電電極的逆壓電效度輸入時，在哥氏力作用下的發(fā)生駐波進動，壓速度的大小，該類型陀螺精度達到了 0.01°/s[17]的生產[18]，目前已廣泛應用在鉆井平臺、戰(zhàn)術
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，通過對壓電電極的分離式設計，實現了大約 3°的諧振子振型矯20]，同時采取對諧振子邊緣去質量的方法，降低了因為鍍電極帶來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構筒形諧振陀螺這種陀螺的諧振子結構如圖 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動與檢測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】：
期刊論文
[1]半球諧振陀螺的漂移機理及其控制[J]. 高勝利,吳簡彤. 彈箭與制導學報. 2008(03)
[2]基于多電極的半球諧振陀螺信號檢測[J]. 高勝利,吳簡彤. 哈爾濱工程大學學報. 2008(05)
[3]微型半球陀螺儀的誤差源研究[J]. 倪受東,吳洪濤,嵇海平,朱劍英. 傳感器與微系統(tǒng). 2007(01)
[4]半球諧振陀螺的振幅控制及誤差分析[J]. 高勝利,吳簡彤,張福勇. 測試技術學報. 2006(04)
[5]力平衡半球諧振陀螺的信號檢測[J]. 高勝利,吳簡彤,張福勇. 船舶工程. 2006(02)
[6]陀螺儀的發(fā)展及應用[J]. 梁閣亭,惠俊軍,李玉平. 飛航導彈. 2006(04)
[7]音叉電容式微機械陀螺的誤差源分析與消除[J]. 常洪龍,苑偉政. 西北工業(yè)大學學報. 2004(06)
[8]微機械陀螺數字讀出系統(tǒng)及其解調算法[J]. 周斌,高鐘毓,陳懷,張嶸,陳志勇. 清華大學學報(自然科學版). 2004(05)
[9]哥氏振動陀螺[J]. 呂志清. 壓電與聲光. 2004(02)
[10]陀螺慣性制導及其軍事應用[J]. 陳心中,徐潤君. 大學物理. 2004(03)
博士論文
[1]杯形波動陀螺零偏漂移機理及其抑制技術研究[D]. 席翔.國防科學技術大學 2014
[2]杯形波動陀螺關鍵技術研究[D]. 陶溢.國防科學技術大學 2011
碩士論文
[1]杯形波動陀螺數字化測控技術研究[D]. 謝笛.國防科學技術大學 2011
[2]半球陀螺加工用球頭砂輪修整裝置研制與修整工藝研究[D]. 張坤.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[3]半球陀螺儀諧振子振動特性及其結構研究[D]. 梁嵬.長春理工大學 2008
[4]半球陀螺諧振子的力學性能及振動特性分析[D]. 李子昂.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[5]振動式微機械陀螺接口電路及其數字化研究[D]. 李芊.西北工業(yè)大學 2007
[6]半球諧振陀螺控制技術研究[D]. 雷霆.重慶大學 2006
[7]半球諧振陀螺誤差分析和濾波方法研究[D]. 易康.國防科學技術大學 2005
本文編號：3538751
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