压电型微固体模态陀螺的模态及谐振分析

压电型微固体模态陀螺利用压电体的特殊振动模态来工作,它是一种不同于微振动陀螺的全固态微陀螺.在压电型微固体模态陀螺中不存在整体运动的部件和弹性支撑结构,因此抗冲击、抗震动能力强.同时,它对真空封装没有特殊的要求,因此稳定性好,长期工作可靠性高.文中详细介绍了压电型微固体模态陀螺的工作机理,建立了该种新型微陀螺的结构模型,并对压电块的振动模态和自激谐振进行了有限元分析,获得了满足要求的工作振动模态.通过谐振分析,进一步验证了提出的结构模型的有效性.本文为压电型微固体模态陀螺的制作提供了理论依据.     

机载光电平台内框架刚度及模态有限元分析

机载光电平台采用四框架二轴结构,它克服了二框架结构不能垂直对地跟踪的缺点,并提高了跟踪精度,随着精度的提高对框架的要求越来越高.应用有限元模态分析理论,对平台内框架的动态特性进行研究.在UG平台建立内框架三维实体模型,并对框架结构进行合理的简化.通过Patran有限元分析软件前后处理功能对框架采用合理单元进行网格划分,并建立有限元模型.计算出其前10阶固有频率和振型,根据计算的结果找出其结构的薄弱环节,提出改进方案并重新分析.另外,采用新型铝基复合材料以达到提高框架刚度和谐振频率从而达到提高整个平台精度的目的.最后对比三种分析的结果选出最优方案.     

微陀螺模态特性的参数化分析方法

模态分析是微陀螺结构设计的重要环节,针对一种采用L形截面悬臂梁支撑的微陀螺结构,提出了参数化的模态分析方法.建立了微陀螺的参数化模型,以VC作为封装ANSYS的APDL命令流的工具,开发了微陀螺参数化的模态分析模块.利用该模块研究了微陀螺模态频率随主要结构尺寸变化的规律,发现对模态频率影响较大的是硅结构的厚度和支撑梁的...     

微机械音叉谐振器动力学分析与仿真

根据双端固定音叉谐振器的动力学原理,建立了其参数模型.该模型基于MAST语言,包含几个子模型,模型有利于验证外围电路和减少计算时间.对于工作谐振模态频率的求解,解析计算和有限元仿真结果一致(相对误差小于1%).通过模态分析和结构参数敏感性分析提出合理的选择参数可以使工作模态频率远离高阶模态频率.减少音叉梁固接端的弹性系数有利于抑制低阶模态的扰动.结构参数敏感性分析表明工作频率随音叉梁长度增大而减小,随其宽度的减小而增大.结构厚度对频率不产生影响.     

耦合结构对音叉式陀螺振动特性的影响

耦合结构对MEMS音叉式陀螺振动特性具有重要影响。针对一种典型结构的音叉式陀螺及其耦合结构,在分析其工作原理的基础上,建立了其驱动模态的振动模型。基于该模型,计算了在陀螺刚度不对称、驱动力幅值不对称及质量不对称三种情况下,该耦合结构对陀螺振动特性的影响。利用有限元仿真软件,对该耦合结构在三种情况下对陀螺振动特性的影响进行了仿真比较。计算与仿真结果表明,通过改变耦合结构尺寸,能够调整陀螺固有频率,进而对振动特性产生影响。根据结果,提出了音叉式陀螺耦合结构的设计准则。     

一种新的陀螺振子及工作方式的研究

本文提出了一种新形式的陀螺振子结构,介绍了其工作原理。当陀螺振子在驱动模态谐振时,检测与驱动正交振动位置的振动情况,推导出了两模态振动公式。利用有限元软件建模,对新振子能否满足驱动与检测模态频率相等的灵敏度要求进行仿真验证。     

三轴微机械陀螺仪的结构设计与仿真

提出了一种适应国内加工条件的三轴微陀螺仪,依据三轴陀螺的结构和工作原理,利用ANSYS有限元仿真软件对三轴陀螺的设计进行了计算和仿真.在此基础上,通过调节结构参数实现各轴驱动模态与敏感模态固有频率的匹配以提高各轴的灵敏度.最后介绍了加工所采用的工艺.     

硅微阵列陀螺仪的仿真、设计与测试

为了提高硅微机械陀螺仪的精度和工作可靠性,提出了一种新的硅微阵列陀螺仪结构设计方案。该陀螺仪由4个质量块构成,采用半解耦结构设计,结构完全对称,驱动模态和检测模态的频率匹配性好。分析了硅微阵列陀螺仪的结构和工作原理,并利用ANSYS有限元软件进行了结构仿真,通过调节结构参数实现了各驱动模态与敏感模态固有频率的匹配。对阵列陀螺仪样品进行了测试,实验测试结果表明,驱动模态存在3个振型,同频反相振动的幅值最大,与仿真结果一致。     

一种用有限元工具仿真水平轴微陀螺解耦性能的方法

提出了一种用有限元工具ANSYSTM的谐响应分析功能仿真陀螺在模态频率下位移的方法.利用这种方法,仿真得到了陀螺模态间的机械耦合,并通过测试对仿真结果进行了验证.这种方法还能仿真由于工艺误差造成的结构不对称性对陀螺性能的影响,并证明了双解耦性能有利于抑制这种不对称带来的误差.     

微机械陀螺的刻蚀误差特性分析

微陀螺仪结构上的腐蚀凹槽或腐蚀腔可以由深层反应离子刻蚀技术得到,加工过程中存在的刻蚀误差对微陀螺的固有频率、输出精度和稳定性有重要的影响.采用有限元分析软件ANSYS建立了一种梳状微机械陀螺的有限元分析模型,采用解析的方法并通过Matlab数学软件进行仿真,研究了由于加工误差导致微梁过度刻蚀对微陀螺驱动模态、检测模态、固有频率、带宽、灵敏度的影响.结果表明,微梁刚度和微陀螺固有频率随着刻蚀角度的增大而增大;最大过度刻蚀角度为±2度时,其驱动模态和检测模态的固有频率的变化率均超过了14%;刻蚀误差会导致微陀螺工作模态降阶,以及干扰模态介于与驱动和检测模态之间且与驱动模态频率相近,这会严重影响微陀螺的输出精度;带宽随过度刻蚀夹角增大而减小,灵敏度随过度刻蚀夹角的变化而发生不规律变化;当刻蚀角度介于0°~1.5°时,微陀螺的灵敏度将高于无刻蚀误差时微陀螺的灵敏度.     

基于VXI总线的机载雷达制导武器系统检测仪设计

传统测试技术难以满足复杂的机载雷达制导武器系统的测试需求;通过分析机载雷达制导武器系统原理和技术指标,研制了一种基于VXI总线的机载雷达制导武器系统检测仪,给出了检测仪的硬件结构、软件平台基本构成和在LabWindows/CVI环境下开发的软件的模块化设计方案及实现方法;导弹发射装置挂装前和挂装后,该检测仪可分情况对机载雷达制导武器系统进行检测,可有效检测包括射频信号在内的多种信号,并判别系统状态;应用表明,检测仪具有良好的综合性和通用性,而且还具有自动化程度高、可靠性高、易于维护和操作简便等优点。     

基于PXI和LabVIEW的武器挂架综合测试系统设计

根据目前军用飞机武器挂架的测试需求,采用PXI平台与虚拟仪器控制技术开发了一套新型武器挂架综合测试系统.该系统采用独特的设计方法满足了测试对象的内场与外场试验要求,并且适用于多种型号武器挂架的检测;基于扩展性良好的PXI平台对测试系统的硬件结构进行了总体设计;对其软件进行模块化设计和实现;采用分体式结构设计便于内场与外场试验的转换.应用结果表明,该系统运行稳定可靠,测试准确度高,具有一定的实用性和推广价值.     

机动目标角闪烁对制导精度影响仿真研究

角闪烁是现代防空制导武器的主要误差源.针对隐身飞机目标动态角闪烁外场测量难度大、耗时长、精度低的问题,提出了一种基于Simulink仿真回路的目标角闪烁特性的动态仿真方法.借助商业电磁仿真软件FEKO获取目标动态散射特性,并按实际问题的物理意义构建寻的制导系统模型.最后,通过仿真获得目标俯冲机动条件下角闪烁对制导精度的影响.仿真结果表明:该方法能获得目标动态电场散射信息,进而计算出目标的角闪烁信息.目标采用超低空大角度俯冲机动会有效改善突防效果,增大制导误差.该研究为防空制导武器抗诱偏、降低脱靶量等方面提供了理论分析和实验依据.     

一种靶弹多功能控制器设计与实现

针对退役导弹改装靶弹工程面临的改装线路复杂、对动目标供靶精度不足、多目标模拟能力弱等问题,设计研制了集电气改装、接口转换、目标导引、安全控制功能于一体的靶弹多功能控制器,能够实现退役导弹到多用途靶弹的通用化、标准化改装,具有工作量小、可靠性高、灵活性强的特点,较好地解决了靶弹改装难题,满足防空武器系统试验训练的需要。     

某弹载计算机CPU模块的设计与实现

弹载计算机作为精确制导武器的核心单元,是实现武器系统精确制导的关键部件。随着武器装备发展水平的提高,弹载制导计算机要求更高的数据采集与处理速度、更高的实时性与可靠性。从功能上讲导引头弹载计算机要完成数据的采集、处理与运算,并提供通信接口。为保证武器的制导精度,弹载计算机必须具备较高的数据采集与运算速度,并完成实时处理。现从设计者的角度提供了一种应用高性能DSP主机接口的弹载计算机设计方法。     

虚拟海战中复合武器平台运动控制与仿真研究

随着计算机生成兵力在作战模拟训练领域日益得到重视和应用,为了提高综合训练的逼真度、可信度和复杂程度,有必要对复合武器平台实体进行研究,这些复合武器平台包括:各种水面舰艇、潜艇,以及舰载反潜直升机等。对于复合武器平台的运动姿态仿真而言,主要是实现它在三维平面内的运动和姿态仿真。为了提高复合武器平台的重用性和可扩展性,采用了与HLA兼容的体系结构。复合武器平台被作为HLA框架中的一个联邦成员,并考虑到了它在实际作战中的实体行为。     

基于贝叶斯网络的任务共同体识别

随着武器平台打击能力的提高，武器平台的打击目标范围不断扩大，需要根据武器平台可能打击的目标对武器平台进行分类，区分任务共同体，增强对态势的认知，辅助作战决策。因此，就任务共同体识别问题进行初步探讨。对任务共同体的概念进行了介绍。探讨了任务共同体识别的思路和方法框架。讨论了基于贝叶斯网络的目标企图评估方法，对贝叶斯网络模型的结构进行了分析。构建了仿真示例验证了方法的可行性与有效性。     

基于任务次数的舰炮武器系统任务可靠度评估方法

针对GJB899A中规定的可靠性鉴定方法无法应用于机械产品或系统级可靠性指标的验证问题,基于舰炮武器系统特征的基础上简要分析了传统LM法、MML法的应用特点,从任务可靠度的定义出发,简化系统典型任务剖面,构建系统的模拟试验任务剖面,利用GB4087中贝泽-普拉特近似方法给出系统试验方案,并将该方法应用于工程上某舰炮武器系统任务可靠度评估,在最小有效的试验资源消耗的原则下,可以验证系统的任务可靠度水平。最后给出了该方法的简要评价,保证了系统可靠度参数一定的评估精度,较好的适用于舰炮武器系统任务可靠度的验证。     

DCS失电故障分散控制系统维护平台设计

由于传统分散控制系统对DCS失电故障风险评估准确率较低、可靠性差,导致系统控制精度低。提出设计一种DCS失电故障分散控制系统维护平台。根据DCS失电故障分散控制系统在电源、系统和通信结构中经常出现的失电故障风险分析和系统硬件馈线结构,从失电故障发生概率和故障断电损失两个方面建立风险评价指标,并以该指标为基础,以常出现故障问题为渠道,构建失电故障风险评估数学模型,通过故障风险评估模型完成控制系统维护平台的设计。实验结果证明,该维护平台可有效提高DCS失电故障分散控制系统的控制准确率和可靠性。     

被动雷达/红外成像制导数据融合系统仿真

数据融合是精确制导武器多模制导系统中的一项关键技术。为提供精确跟踪目标性能,建立了数据融合系统中数据校准等测量信息和制导信息融合等环节的数学模型,并结合精确制导武器仿真平台,构建了被动雷达／红外成像双模制导数据融合数字仿真系统。将构造的外部干扰模型引入数据融合仿真系统,仿真了双模精确制导武器在攻击目标的过程中雷达导引头和红外导引头遭遇外部干扰、测量输出发生异常突跳时融合系统融合处理制导信息的过程,结果表明融合系统在雷达或红外导引头测量输出发生异常的情况下通过估计和融合可以输出有效的制导信息,被动雷达／红外成像双模制导系统采用数据融合方案可以提高精确制导武器的抗诱偏和抗干扰能力。