瑕疵半球谐振子频率分歧修正

针对半球谐振陀螺仪中半球谐振子频率分歧修正难题,该文提出在谐振子唇缘端固有刚性轴上去除四点修正方法。首先通过COMSOL有限元仿真建立瑕疵与固有刚性轴之间的关系,得到只有在固有刚性轴上才可以准确修正谐振子频率分歧。其次通过谐振子二维弹簧 阻尼运动方程求解谐振子运动轨迹,并通过MATLAB仿真得到李萨如图,由图可知,在阻尼较小的情况下,用自由振动法可以快速准确地找到固有刚性轴。再通过COMSOL有限元仿真验证了在半球谐振子固有刚性轴重轴唇缘位置4个正交对称区域,可以修正由质量瑕疵造成的频率分歧。结果表明,通过实验辨识得到谐振子频率分歧及瑕疵位置,可以为后续使用飞秒激光器进行刻蚀调平提供研究基础,实现飞秒激光调平。     

周向漂移对全角模式半球陀螺性能的影响

全角模式半球陀螺在海陆空领域有广泛的应用前景。制造误差的存在将导致陀螺存在周向漂移。该文分析了周向漂移的特点,讨论了陀螺零偏对惯导系统定位误差的影响,从系统角度对周向漂移的影响进行了分析,并对周向漂移两种处理方法的可行性进行了分析。分析表明,周向漂移影响舒拉周期振荡的幅度,但不会引起经度误差发散,经度误差发散由残余零偏引起。陀螺周向漂移的大小不等同于陀螺最终性能的漂移,对于精度为0.05~0.1 （°）/h的陀螺,周向漂移控制在30 （°）/h内即可。     

基于半球谐振陀螺电极刻蚀的三维平衡调整方法

曲面电极刻蚀技术是半球谐振陀螺的关键技术之一。为满足半球谐振陀螺高精度和高性能的要求,针对激励罩和读出基座的电极刻蚀工艺,该文提出了一种新的调整方法——三维平衡调整法。通过X、Y、Z方向的位移传感器检测器件与参考平台的间距,根据间隙差距的大小进行相应的调整。试验验证表明,该方法能有效减小半球谐振陀螺电极刻蚀的误差,满足器件的各项性能参数。该方法原理简单,具有定位精度高,工艺易实现的优点,对半球谐振陀螺电极刻蚀工艺具有较好的工程应用价值。     

基于工程应用的半球谐振陀螺结构设计研究

半球谐振陀螺仪（HRG）是极具发展前景的新型固态波陀螺仪，其发展的关键是如何设计制造出精致可靠的陀螺结构部件。该文以工程应用中成熟半球陀螺半径尺寸为例，对谐振子部件几何尺寸中壁厚和轴柄半径的设计从抗模态干扰方面提出优化建议，并首次将抗冲击过载能力纳入优化设计考量因素中，通过COMSOL软件仿真得出壁厚和轴柄半径取值范围。创新性地提出对谐振子与其他石英部件的双端固定与单端固定方式进行模态仿真。经仿真分析结果表明，双端固定时，轴柄高度对工作模态无干扰；单端固定时，倾斜模态和摇摆模态较接近工作模态频率，且上轴柄越高，对工作模态越易产生干扰。     

重力场对半球谐振陀螺性能的影响

半球谐振陀螺是唯一能达到惯导级精度的振动陀螺,其谐振子振动状态可能受外界环境条件影响而发生改变,使陀螺信号输出不稳定。为研究半球谐振陀螺对不同方向重力场的敏感性,分析了重力场引起半球谐振陀螺信号输出改变的机理,使用有限元法（FEM）对谐振子进行了结构刚度及锚点损耗两个维度的动力学仿真分析,并开展相应测试验证分析结论。结果表明,不同方向的重力场对半球谐振陀螺的性能无明显影响。     

基于平板电极的半球谐振陀螺全角技术研究

全角模式下的半球谐振陀螺是速率积分陀螺,具有测量范围宽、带宽高和精度高等特点。该文对由谐振子和平板电极组成的两件套半球谐振陀螺的全角模式进行了研究,介绍了全角模式振型控制与信号解算方法;通过FPGA+DSP的构架,实现了全角模式半球谐振陀螺振型控制,并解算了驻波方位角。实验数据证实,研制的两件套半球谐振陀螺样机能够实现速率积分陀螺的功能,测量范围达±400 (°)/s,陀螺最大系统漂移20 (°)/h。相对于力平衡模式半球谐振陀螺,其拓宽了半球谐振陀螺的测量范围,为进一步提升全角半球谐振陀螺的精度奠定了基础。