隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的進(jìn)步,慣性傳感器件得到了極大的發(fā)展,成為應(yīng)用最廣泛的微機(jī)電器件之一。MEMS振動(dòng)式微陀螺是其中一種主流類型的慣性傳感器。這種微陀螺能夠測(cè)量系統(tǒng)加速度,并進(jìn)一步計(jì)算其速度和位移,實(shí)現(xiàn)物體的精確定位,被廣泛用于航天、軍工和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。MEMS振動(dòng)式微陀螺工作時(shí)處于某種模態(tài)的共振狀態(tài),所以高效獲取高品質(zhì)的工作共振模態(tài)是提高性能的主要途徑。因此,驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率分辨率要高,以保證能準(zhǔn)確找到諧振頻率點(diǎn);信號(hào)幅值要穩(wěn)定及可調(diào),以保證微陀螺產(chǎn)生足夠的振動(dòng)幅值。本論文對(duì)MEMS振動(dòng)式微陀螺的驅(qū)動(dòng)方式和原理進(jìn)行了研究和說(shuō)明,以PZT壓電式振動(dòng)微陀螺為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了符合微陀螺驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)嵌入式系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行數(shù)字控制,分別采用直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)和自動(dòng)增益控制技術(shù)(AGC)實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻率和幅值的精確可調(diào)。本文根據(jù)MEMS振動(dòng)式微陀螺的工作原理,通過(guò)FPGA對(duì)DDS進(jìn)行數(shù)字信號(hào)控制,使DDS產(chǎn)生微陀螺驅(qū)動(dòng)信號(hào),通過(guò)FPGA改變DDS的頻率控制字,信號(hào)頻率控制精度可以達(dá)到0.1Hz。通過(guò)AGC可以控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值,增益倍數(shù)可達(dá)0...

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1傅科擺實(shí)驗(yàn)裝置

利用一個(gè)慣性和動(dòng)量極大的擺有力證明了地球自轉(zhuǎn)，后世將他實(shí)驗(yàn)采用的裝置稱為傅科擺，如圖1-1所示。圖1-1傅科擺實(shí)驗(yàn)裝置[1]Fig.1-1Foucaultpendulumexperimentdevice傅科通過(guò)傅科擺及后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中物體具有定軸性，他將具....

圖1-2現(xiàn)代不同類型陀螺儀

c)半球諧振陀螺儀[5]d)MEMS陀螺儀misphericalresonatorgyroscoped)MEMSgyroscope圖1-2現(xiàn)代不同類型陀螺儀Fig.1-2Differenttypesofmoderngyroscopes陀螺儀的應(yīng)用微....

圖1-3MEMS微陀螺傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

c)汽車導(dǎo)航d)小型軍用飛行器c)Automobilenavigationd)Smallmilitaryaircraft圖1-3MEMS微陀螺傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1-3TraditionalapplicationsofMEMSgyroscopea)....

圖1-5音叉式線振動(dòng)微陀螺儀[13]

MEMS微陀螺儀也得到了應(yīng)用，如智能手機(jī)由于微陀螺能夠感知多個(gè)自由度的變化，因此手通過(guò)內(nèi)部芯片處理，在終端能夠顯示對(duì)應(yīng)的結(jié)果陀螺能夠用于導(dǎo)航定位和姿態(tài)調(diào)整，在目前研，MEMS微陀螺也有很多應(yīng)用，如家居機(jī)器人[1微陀螺研究現(xiàn)狀微陀螺是一種基于科氏效應(yīng)的陀螺儀。它根據(jù)角位移進(jìn)行檢....

本文編號(hào)：3977533