一种适用于旋转载体自动驾驶仪的硅微机械陀螺

介绍了一种适用于旋转载体自动驾驶仪的硅微机械陀螺.该陀螺的特点是陀螺本身不包含驱动结构,利用旋转载体自旋作为驱动,陀螺输出信号中包含旋转载体自旋、偏航和俯仰角速率信息.根据陀螺的结构和工作原理,建立了陀螺的运动学方程.针对陀螺信号的特点,给出了从陀螺信号中同时解调旋转载体自旋、偏航和俯仰的角速率的算法,以及消除旋转载体自旋角速率变化对陀螺标度因数变化的算法.实验证明了解理论分析和算法的可行性.     

基于集总参数宏模型的微机械陀螺多域耦合分析

对微机械陀螺中静电、结构、空气阻尼等物理域进行有效分离，在分别对各域进行数值模拟的基础上提取相应的物理参数，建立集总参数模型。在考虑边缘效应的情况下，提取了微结构电容与位移的解析表达式；根据热一流体类似方法，提取了阻尼孔结构的阻尼系数和压膜刚度；根据结构动力学理论，由模态分析提取结构的有效刚度和有效质量。将这些物理参数综合在系统仿真器中与外围电路共同进行仿真，准确地评估不同条件下微机械陀螺的行为特性。     

硅微陀螺仪的正交误差分析

推导了双框架式硅微陀螺仪驱动模态和检测模态的运动方程，定义了驱动位移和敏感位移。在此基础上，利用弹性主轴原理，分别推导了内外框弹性主轴偏转产生的正交误差信号表达式及正交误差信号和敏感信号的比值表达式。分析结果表明，双框架式硅微陀螺仪内外框弹性主轴发生偏转时，都将产生正交误差位移，且双框架式硅微陀螺仪产生的正交误差位移数值相当于单框架式硅微陀螺仪正交误差位移的两倍。测定了双框架式硅微陀螺仪的正交误差，正交误差信号，其值为431°／s，此时偏转角度仅为0．0196°。     

静电悬浮转子微陀螺微位移信号检测系统的设计

为实现对悬浮转子微陀螺转子五自由度的测量,提出了一种频分复用的微位移检测原理,主要介绍了多频率信号发生器,前置放大器,锁相放大器组成的测试系统,设计了一种基于DDS技术的多频率信号发生器和基于锁相放大原理的解调电路。实验和分析结果表明,该电路能实现多自由度微位移检测,设计的多频率信号发生器的频率分辨率能达到0．005821Hz,相位分辨率可以达到0．006rad,检测轴向灵敏度为1．34V／μm,检测径向灵敏度为0．092V／μm,测量电路的轴向位移分辨率为0．45nm,径向位移分辨率为6．6nm,转角的分辨率为0．25μrad,位移检测电路的分辨率,灵敏度和测量范围能够满足静电悬浮转子微陀螺的控制需要。     

微机械振动陀螺的耦合误差和隔离耦合的结构设计

微机械振动陀螺是近几年发展起来的新型惯性元件,其误差源主要有微机械结构的Brownian噪声,电路噪声,机械耦合误差及电子机械耦合误差等,这些误差严重影响陀螺仪的精度。本文提出了单级隔离耦合和双级隔离耦合的结构方案,有效减小机械耦合误差,提高精度。     

DSP数字检测系统设计

提出一种基于DSP的数字检测系统,主要从工程实际出发,对元件选择,电路设计以及提高系统可靠性与抗干扰能力方面作了探讨和研究.针对检测产品的要求,设计出合理实用的检测系统,完成检测产品的功能检测和信息反馈,并确保检测准确可靠,因此本设计具有一定的实用价值.     

用速率陀螺仪实现基于单片机的角度随动系统研究--在自行车机器人的平衡控制中的应用

以陀螺仪作为敏感传感器测量自行车的倾斜角度,初步实现了无人驾驶自行车机器人的小范围稳定控制。基于以AT89C51单片机为核心的电路,用汇编语言编程实现对陀螺仪的输出速度信号进行积分处理,从而根据处理的结果实现对步进电机的位置随动控制—根据车体的倾斜角度转动车把,从而使自行车机器人保持平衡。     

直接读数测量角尺的设计、试验与应用

提出了零件、部件在垂直度测检中直接读数的重要性和广泛性。又在实践和理论分析的基础上 ,介绍了自行设计的直接读数测量角尺及其实用价值。实践证明 ,其测检性能和效果甚佳。     

基于RBF神经网络的数字闭环光纤陀螺温度误差补偿

为了消除数字闭环光纤陀螺温度误差,设计了基于径向基函数（RBF）神经网络的温度误差补偿方案,对该方案所采用的标度因数误差模型和偏置误差模型进行了研究。首先,根据光纤陀螺的温度误差分布情况设计了标度因数误差和偏置误差联合补偿的方案。接着,将基于多尺度分析的噪声和趋势项分离算法应用于建模数据预处理,以提高建模数据准确性。然后,建立了RBF神经网络模型,并改进模型的学习方法以防止网络的过拟合。最后,讨论了模型输入向量对神经网络规模的影响。温度补偿的结果表明：标度因数误差模型的残差均方（RMS）达到0.73 ,偏置误差模型的RMS达到0.051 。该建模方法可以满足中、高精度光纤陀螺实时温度补偿的要求。     

ADAMS的陀螺仪建模及特性仿真分析

基于动力学仿真软件ADAMS,对双自由度陀螺仪进行了参数化建模,施加约束和驱动建立了样机模型,对其定轴性、进动性进行了仿真分析,仿真结果可以通过动画或者曲线来演示。该方法为理解陀螺仪的工作原理提供了一种简洁、直观的手段,也为含陀螺效应的机械系统建模及仿真提供了借鉴。     

基于TMS320LF2407A的数字电机控制系统

介绍了TI的微控制器TMS320LF2407A的结构特点,并对基于此芯片的数字电机控制系统的组成进行了探讨。     

具有增益补偿功能的微机械陀螺数字化驱动闭环

提出了具有增益补偿功能的数字化驱动闭环方法,以便提高微机械陀螺标度因数的稳定性。介绍了微机械陀螺的工作原理,对其运动方程的分析显示:为了提高标度因数的稳定性,需要提高陀螺驱动模态振动速度的稳定性;而振动速度的稳定性与驱动环路中C/V转换电路增益的稳定性相关。为此,设计了增益补偿算法,配合自动增益控制环节和锁相环环节构建了具有增益补偿功能的数字化驱动闭环。仿真结果表明,在C/V转换电路增益相对变化量为7.4%时,振动速度幅值的相对变化量由无增益补偿时的7.29%降到了有增益补偿时的0.12%。实验结果表明,增加增益补偿环节后,标度因数的温度系数在-40℃到60℃的降幅达到了90%。得到的结果验证了具有增益补偿功能的微机械陀螺数字化驱动闭环可以较大幅度地提高微机械陀螺标度因数的稳定性。     

微型机械的研究现状及其产业化分析

微型机械是在微电子工艺的基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域，具有广阔的应用前景。文 中分析了微型机械的研究发展现状，并对其市场前景进行预测。提出微型机械技术产品产业化是微技 术发展的必然趋势，在我国实现微型机械的产业化具有一定的可行性和必要性。最后，对于产业化过程 中的一些相关问题提出相应的对策。     

永磁同步电机全数字伺服系统硬件设计

分析了永磁同步电机伺服系统的原理，采用以TMS320LF2407A为核心的控制电路，智能功率模块PM20CSJ060的功率主回路等，给出了一种基于高性能DSP的全数字交流伺服系统的硬件电路的设计。     

静电陀螺仪空心球转子变形分析及优化设计

用解析法描述了转子的非球形。介绍了静电陀螺仪空心球转子的结构,并利用有限元分析软件根据工作环境的不同对转子进行了静态变形、动态变形和综合变形的仿真分析,得出了球转子的变形规律及变形量。对转子的结构参数进行了优化,得出了球形转子加工所需的压力值。     

三自由度永磁偏置混合磁轴承数控系统研究

在介绍永磁偏置径向一轴向三自由度混合磁轴承结构及悬浮力产生原理的基础上，阐述了三自由度混合磁轴承数字控制系统的工作原理，讨论了以定点数字信号处理器TMS320LF2407为核心的数字控制系统硬件构成及软件设计。控制器控制策略选取抗积分饱和与微分突变的PID控制规律，用汇编语言编制了相应的数控软件。基于TDS2407EA评估板，采用自主编制的数控软件，实现了三自由度混合磁轴承稳定工作。研究表明，以TMS320LF2407为核心的数字控制系统不仅能够满足高速磁轴承控制器的要求，而且易于实现各种先进的控制策略。     

杯形波动陀螺的振动仿真分析和试验

针对一种基于压电激励方式的杯形波动陀螺谐振子,进行理论分析并采用有限元软件,得到了谐振子在工作模态下的轴向与周向振幅分布特性,通过给出挠度函数重点分析了谐振子的径向振幅计算问题;最后对25 mm的杯形波动陀螺谐振子样机进行了试验验证。研究结果表明将谐振子沿轴向的振幅变化作线性处理是合适的,由仿真分析引出的幅值计算函数适用于实际情况分析,同时也为杯形波动陀螺谐振子的参数化建模及结构优化设计提供了依据。     

寻北仪基座倾角测量系统零位的一种动态标定方法研究

阐述了基于电解质型倾角传感器的寻北仪基座倾角测量系统的工作原理。为了得到基座准确的倾斜量,测量系统首先必须进行零位标定,即在基座倾角为零时,要确定系统的输出电压。考虑到系统的输出电压会受到温度、运输、振动、放置变形、传感器安装调校误差及电路电桥非严格对称等各种环境因素的影响,标定的零位并不是固定不变的。为了提高测量精度,设计了一套全新的动态标零方法,即在测量过程中,临时标定零位,从而消除系统误差的影响。     

磁悬浮轴承数字控制器故障诊断与处理

对磁悬浮轴承数字控制器的可靠性进行了研究,根据磁悬浮轴承数字控制器的特点与结构,将其分为DSP芯片以及信号输入通道、信号输出通道三个部分,分析了每个部分可能发生的故障类型,针对不同的故障类型研究了相应的故障诊断与处理方法,并以美国TI公司的浮点DSP芯片TMS320VC33为核心研制了高可靠磁悬浮轴承数字控制器。应用该数字控制器在五自由度磁悬浮轴承系统上进行了可靠性验证试验,试验中,当转子处于30 000r/min的高转速下手动复位DSP芯片以模拟其发生故障,控制器能够在100μs内判断出故障并切换到备用DSP芯片,在整个故障处理过程中磁悬浮轴承系统保持稳定。同样,在转子处于30 000r/min的高转速下任意切断单个或多个信号传输通道,控制器能在20μs内判断出故障通道并切换到备用通道,且整个切换过程对转子状态没有任何影响。     

数字超声无损评价系统中的脉冲噪声

在用数字超时接接头评价时发现,噪声是微弱超声信号检测的主要障碍。建立数字超声系统的物理模型,分析声学噪声和非声学噪声,提出消除脉总噪声的极值滤波算法。实验证明,该算法简单高效,能有效地去除脉冲噪声,且保持领事的有用分量不受滤波影响。