發(fā)布時間：2022-01-12 10:34

　　微機械（Micro-Electro-Mechanical systems,MEMS）陀螺是用于運動物體角度或角速度測量的傳感器,在航空、航天、工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。標度因數(shù)與零偏是衡量陀螺性能的重要參數(shù),因陀螺及其接口電路對溫度的敏感性,存在溫度漂移,限制了陀螺性能的提高。提升其溫度穩(wěn)定性的方法有結(jié)構(gòu)優(yōu)化、溫度補償、溫度自校準等。本文以類蛛網(wǎng)式十六邊形陀螺為對象,在研究常規(guī)測控系統(tǒng)下環(huán)境溫度對陀螺性能影響的基礎(chǔ)上,提出改進方案:通過新型恒定諧波比驅(qū)動閉環(huán)提升標度因數(shù)溫度穩(wěn)定性,采用正交耦合剛度校正環(huán)路抑制零偏溫漂。首先,針對溫度敏感的陀螺結(jié)構(gòu)與接口電路增益造成驅(qū)動模態(tài)振幅隨溫度變化,引起標度因數(shù)漂移的問題,提出恒定諧波比驅(qū)動閉環(huán)系統(tǒng)。利用陀螺平行板檢測電容輸出信號存在多次諧波且諧波間比例包含電容振幅信息的特點,設(shè)計了自動增益控制環(huán)路,再結(jié)合鎖相環(huán),構(gòu)成恒定諧波比驅(qū)動閉環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)提升驅(qū)動模態(tài)振幅穩(wěn)定性,從而抑制陀螺標度因數(shù)溫度漂移。然后,針對陀螺正交誤差因相位誤差對零偏產(chǎn)生耦合,引起溫漂的問題,設(shè)計了正交耦合剛度閉環(huán)校正系統(tǒng)。閉環(huán)調(diào)整施加在陀螺正交校正電極上的直流電壓實時抵消正... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２加州大學歐文分校的陀螺及測控電路??

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第一章緒論?結(jié)合恒定諧波比與正交校正的ＭＥＭＳ陀螺溫度性能優(yōu)化??報道了一種溫度補償方法，系統(tǒng)框圖如圖１．６（ａ）ｔ｜９］。該方法利用了陀螺諧振頻率與溫??度的線性關(guān)系，將頻率作為虛擬溫度計，實現(xiàn)了?〇．〇〇〇４°Ｃ的溫度檢測精度。補償后，??在２５°Ｃ到５５°Ｃ范圍內(nèi)，偏置總誤差為２°／ｈ，標度因數(shù)總誤差為７００ｐｐｍ。零偏不穩(wěn)定??性由０．６°／ｈ減小為０．２°／ｈ。２０１４年，該團隊在文獻［２０］中指出正交誤差與零偏的比例??關(guān)系�；谶@種特性，結(jié)合基于邊帶比（ｓｉｄｅｂａｎｄ?ｒａｔｉｏ）的電容檢測方法以及頻率溫度??自檢測法對陀螺進行補償，系統(tǒng)框圖如圖１．６（ｂ）所示。實驗結(jié)果顯示，三小時的零偏??不穩(wěn)定性可達〇．ｌ°／ｈ。??ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?＾?ｈａｒｍｏｎｉｃ??ｄｒｉｖｅ?ｍｏｄｅ?ａｍｐ?．?ａ?１０?ｆｉｒｓｔ??ＳＢＲ?ｌ［〇ｍｕ［ａ?ｒｉｕＬｏｎｉｃ??????—??卜「ｆｓ．．．?＞｜＾Ｔｅｎ１ＰｅｎｌＵｌｒＣ＞?，?ＡＧＣ?－１?Ｒｃｆｌｅｎｃｏ?．?ｔ??彡．?ｉ?Ｎ?：專?ｅ?????ｃｗｓｉ??Ｃｉ?Ｊ?＾?ｖ?Ｂｉａｓ?ａｎｄ?ＳＦ?１?ｃ?｜?．?．??匕言審１」卜丨“丨―ｉ｜?１１??＝＋?學?ｉ?ＳＦ?Ｂｉａｓ?｜?ｆ?ＡＡ．．??？?ｉ?”?ｖ?Ｒａｔｅ?＊?ｉ?＇?—?ｉ?ｔ?ｙ?ｒ?＾??＾?Ｒａｗｒａ，ｅｏｕｔｐｕ，?．．ａ?．?〇ｕ‘ｔ?１１??〇一?｜＾ｒｒ????［ｄｅｍｏｄ?ｊ??Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ?（．〇ｖ?士??ｒｏ?ｏｕｔｐｕｔ??（ａ）溫度補償系統(tǒng)框圖?（ｂ）結(jié)合正交補償?shù)臏囟妊a償系統(tǒng)框

【參考文獻】：
期刊論文
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