發(fā)布時(shí)間：2021-04-03 22:38

　　隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步,微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)變得越來(lái)越成熟,逐漸推動(dòng)了慣性傳感器領(lǐng)域的發(fā)展。MEMS陀螺儀是一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體角速度的慣性傳感器,區(qū)別于傳統(tǒng)的陀螺儀,前者主要是基于科里奧利效應(yīng)的原理,利用振動(dòng)的質(zhì)量部件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動(dòng)量輪來(lái)測(cè)量角速度的,后者主要是利用角動(dòng)量守恒的原理。與傳統(tǒng)陀螺儀相比,這種陀螺儀具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、抗過(guò)載能力強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天和國(guó)防軍事等領(lǐng)域。但由于MEMS陀螺儀由許多元件組成,并且這些元件具有一定非線性特性,或者之間存在著非線性現(xiàn)象,因此研究MEMS陀螺儀系統(tǒng)的非線性振動(dòng)響應(yīng)特性,在未來(lái)的工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用方面有著十分重要的理論研究意義。本論文主要以振動(dòng)環(huán)型MEMS陀螺儀為研究對(duì)象,重點(diǎn)分析了陀螺儀的工作機(jī)理和響應(yīng)特性以及重要參數(shù)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響。這種陀螺儀的諧振子主要為對(duì)稱的圓環(huán)結(jié)構(gòu),工作的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生兩種基礎(chǔ)模式,即驅(qū)動(dòng)模式和敏感模式,并且兩個(gè)模式固有頻率相同。另外,這些兩種模式之間是通過(guò)科氏效應(yīng)和幾何非線性效應(yīng)耦合的。其中非線性主要由圓環(huán)的剛度及圓環(huán)與電極之間的電勢(shì)能造成的,勢(shì)必會(huì)對(duì)響應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。最后,為了改... 

【文章來(lái)源】： 梁東東 北京工業(yè)大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：110 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1-1Applicationarea

提高了陀螺儀的性能，但是高昂的高端領(lǐng)域。除了這些高性能陀螺儀外，還有現(xiàn)代振動(dòng)陀螺儀具有更高的集成度，體積更小，也是向。-Electro-Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的了革命性的改變[8]。MEMS 技術(shù)由傳統(tǒng)的半導(dǎo)體的特點(diǎn)是能夠在半導(dǎo)體硅等基底上加工出可運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)集成到一塊芯片上，如圖 1-2 所的小型化、輕型化及批量生產(chǎn)[5]。常用的 MEMS(Coriolis Effect)，利用振動(dòng)的質(zhì)量部件代替?zhèn)鹘y(tǒng)決傳統(tǒng)陀螺儀所存在的問(wèn)題，并且還能實(shí)現(xiàn)批量。因此，不斷創(chuàng)新的微機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)和陀螺儀設(shè)最有吸引力的投資產(chǎn)業(yè)，越來(lái)越多的國(guó)家和研統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究。如圖 1-2 所示為 MEMS 陀螺

第 1 章 緒論典型的機(jī)電產(chǎn)品，在正常工作情況下，我們必須弄清楚微陀螺儀的工作以后 MEMS 陀螺儀的研究和設(shè)計(jì)。由于其系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)和組件具有非，導(dǎo)致微陀螺儀系統(tǒng)成為一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。作為一種慣性傳感是其關(guān)鍵的指標(biāo)，在研究過(guò)程中必須深入分析系統(tǒng)存在的非線性對(duì)陀螺度的影響。因此通過(guò)陀螺儀進(jìn)行建模，并進(jìn)行線性分析理論和非線性分究是十分重要。另外，分析陀螺儀系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為也是實(shí)現(xiàn)陀螺儀能夠的保證，是實(shí)現(xiàn)陀螺儀在航空航天上應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此必須提系統(tǒng)的靈敏度。所以對(duì)振動(dòng)環(huán)型陀螺儀動(dòng)力學(xué)振動(dòng)特性進(jìn)行深入研究S 陀螺儀發(fā)展有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]振動(dòng)環(huán)型MEMS陀螺儀的研究與相關(guān)設(shè)計(jì)[D]. 蘇小波.江南大學(xué) 2011
[2]MEMS器件的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與分析[D]. 李剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



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