导读:本文包含了硅微陀螺仪论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:陀螺仪,误差,刚度,模态,频率,数字,正交。
硅微陀螺仪论文文献综述
赵阳,夏国明,施芹,裘安萍[1]（2018）在《硅微陀螺仪高精度数字化相敏解调ASIC》一文中研究指出为了抑制相敏解调引入的闪频(1/f)噪声,实现硅微陀螺仪的高精度片上数字化输出,设计了一种基于sigma-delta模数转换器的相敏解调ASIC。首先,提出了一种量化硅微陀螺仪驱动及检测载波信号的低闪频噪声数字化方案,建立了sigma-delta模数转换器的系统级分析模型,并利用Simulink完成了基于谐振器级联前馈(CRFF)结构的叁阶sigmadelta模数转换器系统级设计。其次,研究了sigma-delta模数转换器的电路级实现方法,在Cadence IC平台上完成了包括低噪声开关电容积分器、加法器及1bit高速量化器等模块的晶体管级电路设计与验证,并采用AMS 0.35μm工艺进行了流片。实验表明:该sigma-delta模数转换器具有叁阶噪声整形功能,在硅微陀螺仪的工作频率处(6.4kHz)量化噪声小于200nV/Hz1/2,等效精度位数为12。硅微陀螺仪数字化输出角度随机游走0.012(°)/h1/2,Allan方差零偏不稳定性为0.34(°)/h,零偏稳定性(1σ)为0.94(°)/h,满足高精度硅微陀螺仪的数字化精度需求,并提高了整表集成度。(本文来源于《光学精密工程》期刊2018年09期）
吕正[2]（2018）在《振环硅微陀螺仪检测控制与叁轴集成技术研究》一文中研究指出随着技术的进步,硅微机械陀螺仪得到了快速的发展。它具有体积小、重量轻、功耗低、易于智能化、可靠性高、动态性能好等诸多优点,因而在军用和民用领域具有广阔的应用前景。本文主要研究振环硅微陀螺仪的测控技术和叁轴集成技术。其中,单轴振环陀螺仪的测控以数字化技术实现,作为叁轴集成设计的基础;叁轴集成技术研究主要对集成方法及其耦合误差进行分析,为陀螺仪的实际应用提供依据。本文以实验室自行研制的振环式硅微陀螺仪为对象,对其驱动检测技术、误差模型与补偿、模态互易技术等进行深入的研究和分析,并设计叁轴集成方案和分析耦合误差,主要研究内容包括:(1)振环陀螺仪数字测控技术。基于振环陀螺仪的基本理论,采用平均分析法对驱动环路及检测力反馈环路进行分析,建立了基于锁相环和自动增益控制的驱动控制模型和力反馈闭环检测模型,仿真验证了整体方案及控制模型的正确性。通过软硬件设计实现了数字测控系统,试验表明系统设计能够满足振环陀螺仪检测与控制的要求。(2)振环陀螺仪误差分析及温度漂移校正技术。分析了振环陀螺仪的主要误差,针对其结构误差,建立了误差模型;通过对误差模型的分析,揭示了模态互易时陀螺仪零偏的关系,提出了基于模态互易技术的零偏补偿方案。分析了温度对零偏误差的影响机理,表明温度是引起零偏漂移的主要因素。基于最小二乘法建立了零偏温度漂移补偿模型,通过实验验证了其补偿的有效性。(3)叁轴集成技术。基于相关研究,设计了两种叁轴集成方案,分析了基于模态互易集成方案的角速度解算方法;理论上分析了集成系统的耦合误差,建立了耦合误差模型,设计了通过标定实验确定耦合误差补偿系数的方法。对正交集成的叁轴陀螺进行了耦合补偿试验,验证了补偿方法的有效性。(4)振环硅微陀螺仪测试试验。参照国产微机械陀螺仪测试细则,对振环硅微陀螺仪进行了整机试验与性能测试,结果表明,本文设计的数字化测控系统灵活方便,功能性能满足要求。振环陀螺仪的初步性能指标为:标度因数-0.6761mV/°/s,零偏-5.7304°/s,零偏稳定性56.90°/h,角度随机游走96.33°/h/√Hz,达到了预期目标。振环硅微陀螺仪的研究在本实验室尚处开始阶段,因而在结构设计、封装、测控和误差抑制等多方面的工作尚显初步,希望本文的工作为后续研究的进一步深入奠定了一个良好的基础。(本文来源于《东南大学》期刊2018-04-01）
吴磊[3]（2018）在《硅微陀螺仪模态匹配控制电路研究》一文中研究指出硅微振动式陀螺仪作为一种MEMS惯性传感器,经过二十多年的研究发展,其性能目前已经基本可以满足中低端导航、制导要求,随着研究的不断深入,如何进一步提升和挖掘MEMS陀螺仪的精度成为研究热点。硅微振动式陀螺仪有两个工作模态,驱动模态和检测模态,根据其工作原理可知在检测模态谐振频率等于驱动模态谐振频率时,陀螺仪具有最大的机械灵敏度,而机械灵敏度又与检测模态的品质因数Q值正相关。因此,实现模态匹配可以充分发挥检测模态高Q值对机械灵敏度的放大作用,从而进一步提升硅微陀螺仪灵敏度。本文针对一种双质量块解耦硅微振动式陀螺仪设计了基于FPGA的模态匹配控制电路,实现了包含闭环驱动、闭环正交校正、闭环检测以及模态匹配控制的测控电路。首先,在引入双质量块硅微陀螺仪结构的基础上,介绍了基于锁相环(PLL)和自增益幅度控制(AGC)的闭环驱动方案;分析了正交误差产生的原因,并介绍了基于刚度抵消的正交校正控制方案;引入闭环检测控制方案;分析了基于负刚度效应的频率调谐机理:在检测模态频率调谐梳齿上加载一定的调谐电压,检测模态谐振频率相应降低,从而实现模态匹配。其次,根据检测模态幅频响应特性,分析了前向式激励-校准模态匹配和反馈式激励-校准模态匹配两种控制方案。在开环条件下,对两种模态匹配控制方案的关键参数如何影响模态匹配结果进行了分析。利用平均分析法,对两种模态匹配控制方案的稳定性进行了分析,为后续实验的参数设计提供了参考。在simulink环境下建立了模态匹配控制回路仿真模型,并对理论分析结果进行了验证。然后,根据所提出的模态匹配控制方案,设计了与闭环驱动、闭环正交校正以及闭环检测兼容的模态匹配控制方案,包括前向式和反馈式两种激励-校准法。并根据控制系统需求,对FPGA主控芯片、ADC以及DAC进行了选型。最后,分别在低Q值硅微陀螺仪和高Q值硅微陀螺仪上实现了前向式和反馈式激励-校准模态匹配控制方案,并对所设计电路的性能进行测试。实验结果表明,在模态匹配后,硅微陀螺仪的性能得以显着提升,验证了本文所设计的软硬件电路的正确性,达到预期目标。(本文来源于《东南大学》期刊2018-04-01）
吴磊,杨波,王刚[4]（2018）在《基于激励-校准法的硅微陀螺仪模态匹配控制电路研究》一文中研究指出提出了一种基于激励-校准法的硅微陀螺仪实时模态匹配控制电路,利用了检测模态的幅度响应信号关于其谐振频率对称的特点,采用双边激励信号激励检测模态,通过比较双边信号的响应幅度大小来获得相应的调谐电压,实现模态匹配。介绍了静电负刚度调谐原理;然后设计了基于激励-校准法的硅微陀螺仪实时模态匹配控制方案,并分析了该法的误差来源;在Simulink环境下搭建了模态匹配控制电路模型,验证了该方案的可行性;最后,设计了基于FPGA的自动模态匹配控制电路。实验结果表明,相比于模态不匹配情况,模态匹配后的陀螺仪零偏稳定性系数由1.69°/h降低到0.42°/h,静态性能提升了4.02倍;角度随机游走系数由槡0.046°/h降低到槡0.019 5°/h,静态性能提升了2.36倍。(本文来源于《传感技术学报》期刊2018年03期）
徐韩,曾超,黄清华[5]（2016）在《基于神经网络的多尺度多参数硅微陀螺仪研究（英文）》一文中研究指出由于硅微陀螺仪工艺加工导致漂移误差进而影响INS测量精度,所以硅微陀螺仪的漂移估计成为研究的重点。硅微陀螺仪精度受多种因素的影响,因此很难对非平稳非线性输出硅微陀建立准确的误差模型。提出一种的基于小波神经网络的多尺度和多参数非线性估计改进硅微陀螺仪的漂移估计。实验结果表明,在通过本文介绍基于神经网络的多尺度多参数校准后硅微陀螺仪精度从1°/s到0.05°/s。(本文来源于《传感技术学报》期刊2016年08期）
杨成,李宏生,徐露,朱昆朋[6]（2016）在《基于低频调制激励的硅微陀螺仪自动模态匹配技术》一文中研究指出根据二阶质量-弹簧-阻尼系统的幅频特性和相频特性关于谐振频率对称的特点,提出了一种低频振荡激励的实时模态匹配技术,根据检测模态的输出响应来判别驱动模态和检测模态的匹配程度。首先简要介绍了带频率调谐功能的双质量线振动硅微陀螺仪,该陀螺利用负刚度效应来调节检测模态的谐振频率;然后通过理论推导以及系统仿真验证了基于低频调制激励的自动模态匹配技术的可行性和有效性;最后设计了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的数字控制电路,并且对同一测试陀螺进行了模态匹配和模态不匹配下的性能对比。试验结果表明,相比模态不匹配条件下,陀螺零偏稳定性从5.89(°)/h提高到1.26(°)/h,角度随机游走从0.36(°)/√h提高到0.079(°)/√h,性能分别提高了4.7倍和4.6倍。(本文来源于《中国惯性技术学报》期刊2016年04期）
樊波[7]（2016）在《硅微陀螺仪随机振动强度分析》一文中研究指出针对环境中振动因素致使硅微陀螺性能下降这一现象,对硅微陀螺仪进行随机振动分析,以考察其对振动环境适应能力。从随机振动输入激励强度这一角度,介绍了随机振动响应理论分析,对其进行随机振动试验,改变输入振动强度,统计比较陀螺输出零偏稳定性的变化,分析陀螺输出与振动强度的关系近似线性关系,与理论分析较为贴合。并在陀螺封装和组件优化提供了参考意见。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2016年13期）
王行军[8]（2016）在《硅微陀螺仪信号反馈及误差校正电路研究》一文中研究指出硅微陀螺仪是一种新型的MEMS惯性传感器,与传统的陀螺仪相比具有体积小、重量轻、易于数字化、可批量生产、功耗低等优点,其在国民经济和国防军事领域具有广阔的应用和发展前景。因此,研究硅微陀螺仪测控技术对提高陀螺仪精度具有重要意义。本论文在目前的工艺水平下,从测控电路的角度以FPGA为核心研制了硅微陀螺仪闭环检测、正交误差校正以及频率调谐系统,减小了陀螺仪输出信号的误差与漂移,提高微机械陀螺仪的稳定性与高精度。主要研究内容：(1) 硅微陀螺仪驱动模态的建模与分析在硅微陀螺的驱动测控电路中分别采用锁相环(PLL)控制系统实现驱动频率的实时跟踪和自动增益控制(AGC)系统提供稳定驱动振动幅值。构建双闭环驱动模型,通过仿真验证驱动模态的可行性。根据仿真设计了驱动模态的闭环测控电路系统,通过最终的实验验证方案的正确性和实用性。(2) 正交误差校正系统设计与分析分析了正交误差的产生原因,通过在结构上增加正交校正电极,利用负刚度效应抑制正交误差的方法。根据理论分析构建了正交校正的控制模型,并对正交系统进行仿真分析,通过仿真结果可以验证正交系统可以消除正交误差,通过消除耦合误差陀螺输出信号中的正交分量。最后进行正交误差的实验测试,通过实验结果可以看到零偏稳定性得到明显的改善。(3) 检测模态的闭环检测硅微陀螺仪信号检测方式有开环检测和闭环检测两种方法。阐述了开环检测的原理、并进行了仿真分析。同时在闭环检测的优势上,利用力反馈闭环检测,对系统进行仿真分析,验证闭环检测对陀螺仪性能的影响。实验验证了闭环检测回路明显的提高了陀螺仪的精度和应用可靠性上。(4) 陀螺仪模态匹配的分析分析了模态匹配的必要性,并利用负刚度效应实现模态匹配。在频率调谐回路中通过正交信号的辅助功能,实现模态匹配,使得陀螺仪驱动模态和检测模态频差在一定的范围内。通过仿真及实验验证了方案的可行性,并且明显的提高了机械灵敏度,改善了系统信噪比。(5) 电路数字化设计方法设计了硅微陀螺仪的测控电路控制系统。以FPGA为系统核心芯片和信号处理平台,编写程序实现数字算法,包括DCO、数字PI、数字滤波器和控制等软件算法。实现了以FPGA和高性能ADC、DAC为核心的硬件测控电路(6) 硅微陀螺仪实验研究完成电路各模块的调试,详细测试了全闭环情况下的硅微陀螺仪性能,并对所设计的硅微陀螺仪数字测控电路进行性能测试,验证了本文所设计的软硬件电路的正确性,采用正交校正、闭环检测及频率调谐技术后,陀螺静态动态性能得到很大的改善,很好的达到了预期的目标,为后续进一步研究和应用奠定了基础。(本文来源于《东南大学》期刊2016-06-02）
邓允朋[9]（2016）在《基于音叉效应的双质量块硅微陀螺仪结构优化设计》一文中研究指出在单质量硅微陀螺仪的发展基础之上,双质量硅微陀螺仪具有单质量结构的结构微型化、可靠性高、低功耗、响应快、成本低等特性,而且双质量结构因其结构特点拥有很高的抗共模干扰能力。所以在军、民两大重要领域中的应用前景广阔。随着对双质量硅微陀螺仪的研究不断深入,结构的性能得到很大的提升,但是对于对结构性能要求很高的场合,由于结构设计的缺陷、加工技术水平及接口电路控制技术等因素的限制,结构的性能不能满足高精度应用的要求。本文以全解耦双质量硅微陀螺仪为进一步研究的对象,在双质量硅微陀螺仪的动力学理论、微机械结构设计理论及检测理论的基础上,结合计算机仿真设计技术,针对结构的正交误差及转动误差,设计一种新型的基于音叉效应全解耦双质量结构,结合外围接口电路对封装之后的结构进行结构性能测试。本文研究的主要内容如下：1)双质量硅微陀螺仪的工作原理分析首先是将双质量的模型进行简化,在单质量结构的理论基础上,结合科氏效应分析结构的运动方程,建立双质量硅微陀螺仪的动力学模型,分析双质量硅微陀螺仪的结构振型、不同压力区的气体阻尼、结构的驱动和检测的力学模型以及正交校正机构模型等理论。2)基于音叉效应的双质量硅微陀螺仪的结构设计及仿真分析从结构形式上选定基于音叉效应的双质量硅微陀螺仪的主要组成部分和结构形式,建立结构的有限元仿真模型,分析结构的正交误差和扭动误差,分析误差产生的来源。改进或改变双质量硅微陀螺仪的组成结构的形式、尺寸及位置,抑制基于音叉效应的双质量硅微陀螺仪的耦合误差、检测框架的扭误差及质量块的扭动误差动。利用ANSYS做优化设计结构的模态仿真、热应力仿真、谐响应分析、冲击响应分析等仿真分析,验证结构的相关设计的可行性。3)基于音叉效应的双质量硅微陀螺仪的误差分析通过理论分析、力学模型分析及误差的有限元模拟仿真等途径,分析设计的基于音叉效应的双质量硅微陀螺仪结构的误差的产生根源,包括原理误差、结构设计误差、加工误差及温度的改变对结构的性能的造成的误差,并提出改进的意见。4)基于音叉效应的双质量硅微陀螺仪的性能测试结合外围的驱动闭环控制、闭环检测及正交校正电路,对加工封装之后的双质量硅微陀螺仪结构进行结构的振型固有频率、品质因素、正交校正机构执行力、标度因素、零偏及零偏稳定性、阈值、分辨率、正交校正机构的校正能力及温度性能的测试。进一步验证双质量硅微陀螺仪优化设计结构的性能能否满足设计的预期指标。(本文来源于《东南大学》期刊2016-05-01）
杨成,李宏生[10]（2015）在《硅微陀螺仪驱动模态离散控制分析》一文中研究指出针对硅微陀螺仪数字控制系统,为了有效控制陀螺仪的驱动模态,采用离散域(Z域)分析方法,全面分析、研究并实现了基于数字锁相环(DPLL)和数字自动增益控制的(DAGC)驱动模态控制。分别建立了基于离散域分析的相位控制模型和幅度控制模型,给出了相应稳定控制的参数条件,并且进行了仿真验证。最后设计了一种基于FPGA的数字化双闭环驱动控制电路。试验结果表明,室温条件下,驱动检测幅度相对变化量小于2′10~(-5),在温度变化-40℃~60℃条件下,驱动频率与自然频率的最大相对误差为8′10-6数量级,频率跟踪特性和幅度控制稳定性均达到了良好的效果。试验验证了硅微陀螺仪驱动模态全数字化分析的可行性。该数字控制系统方案实现了陀螺驱动模态的高精度控制。(本文来源于《中国惯性技术学报》期刊2015年06期）
硅微陀螺仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着技术的进步,硅微机械陀螺仪得到了快速的发展。它具有体积小、重量轻、功耗低、易于智能化、可靠性高、动态性能好等诸多优点,因而在军用和民用领域具有广阔的应用前景。本文主要研究振环硅微陀螺仪的测控技术和叁轴集成技术。其中,单轴振环陀螺仪的测控以数字化技术实现,作为叁轴集成设计的基础;叁轴集成技术研究主要对集成方法及其耦合误差进行分析,为陀螺仪的实际应用提供依据。本文以实验室自行研制的振环式硅微陀螺仪为对象,对其驱动检测技术、误差模型与补偿、模态互易技术等进行深入的研究和分析,并设计叁轴集成方案和分析耦合误差,主要研究内容包括:(1)振环陀螺仪数字测控技术。基于振环陀螺仪的基本理论,采用平均分析法对驱动环路及检测力反馈环路进行分析,建立了基于锁相环和自动增益控制的驱动控制模型和力反馈闭环检测模型,仿真验证了整体方案及控制模型的正确性。通过软硬件设计实现了数字测控系统,试验表明系统设计能够满足振环陀螺仪检测与控制的要求。(2)振环陀螺仪误差分析及温度漂移校正技术。分析了振环陀螺仪的主要误差,针对其结构误差,建立了误差模型;通过对误差模型的分析,揭示了模态互易时陀螺仪零偏的关系,提出了基于模态互易技术的零偏补偿方案。分析了温度对零偏误差的影响机理,表明温度是引起零偏漂移的主要因素。基于最小二乘法建立了零偏温度漂移补偿模型,通过实验验证了其补偿的有效性。(3)叁轴集成技术。基于相关研究,设计了两种叁轴集成方案,分析了基于模态互易集成方案的角速度解算方法;理论上分析了集成系统的耦合误差,建立了耦合误差模型,设计了通过标定实验确定耦合误差补偿系数的方法。对正交集成的叁轴陀螺进行了耦合补偿试验,验证了补偿方法的有效性。(4)振环硅微陀螺仪测试试验。参照国产微机械陀螺仪测试细则,对振环硅微陀螺仪进行了整机试验与性能测试,结果表明,本文设计的数字化测控系统灵活方便,功能性能满足要求。振环陀螺仪的初步性能指标为:标度因数-0.6761mV/°/s,零偏-5.7304°/s,零偏稳定性56.90°/h,角度随机游走96.33°/h/√Hz,达到了预期目标。振环硅微陀螺仪的研究在本实验室尚处开始阶段,因而在结构设计、封装、测控和误差抑制等多方面的工作尚显初步,希望本文的工作为后续研究的进一步深入奠定了一个良好的基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
硅微陀螺仪论文参考文献
[1].赵阳,夏国明,施芹,裘安萍.硅微陀螺仪高精度数字化相敏解调ASIC[J].光学精密工程.2018
[2].吕正.振环硅微陀螺仪检测控制与叁轴集成技术研究[D].东南大学.2018
[3].吴磊.硅微陀螺仪模态匹配控制电路研究[D].东南大学.2018
[4].吴磊,杨波,王刚.基于激励-校准法的硅微陀螺仪模态匹配控制电路研究[J].传感技术学报.2018
[5].徐韩,曾超,黄清华.基于神经网络的多尺度多参数硅微陀螺仪研究（英文）[J].传感技术学报.2016
[6].杨成,李宏生,徐露,朱昆朋.基于低频调制激励的硅微陀螺仪自动模态匹配技术[J].中国惯性技术学报.2016
[7].樊波.硅微陀螺仪随机振动强度分析[J].电子技术与软件工程.2016
[8].王行军.硅微陀螺仪信号反馈及误差校正电路研究[D].东南大学.2016
[9].邓允朋.基于音叉效应的双质量块硅微陀螺仪结构优化设计[D].东南大学.2016
[10].杨成,李宏生.硅微陀螺仪驱动模态离散控制分析[J].中国惯性技术学报.2015
论文知识图
