导读:本文包含了硅微机械陀螺论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微机械(MEMS)陀螺,驱动控制方案,参量激励,恒谐振频率驱动
硅微机械陀螺论文文献综述
林一羽,郑旭东,吴海斌,马志鹏,金仲和[1]（2019）在《采用恒频参量激励的微机械陀螺驱动控制方案》一文中研究指出提出一种基于恒定谐振频率和参量激励的微机械(MEMS)陀螺驱动控制方案.该方案利用叁角形栅极电容实现,使得陀螺驱动谐振频率和品质因子在环境波动下保持恒定,改善陀螺的温度敏感性.介绍基于叁角形栅极电容的频率调谐和参量激励理论,提出并实现新型恒定谐振频率和参量激励驱动方案.仿真结果表明,对陀螺驱动模态的实时调谐使得谐振频率恒定;参量激励实现了对驱动模态的稳幅控制.实验结果表明,该方案测得的陀螺的Allan方差偏置不稳定性为1.69°/h,优于传统方案;降温过程中零偏温漂相比传统方案减小了50%.(本文来源于《浙江大学学报(工学版)》期刊2019年09期）
闫爱爱,张伟,张学松[2]（2019）在《载体驱动微机械陀螺仪的提高精度方法》一文中研究指出载体驱动微机械陀螺是一种基于哥氏力效应的新型角速度陀螺,可广泛应用于高速旋转载体的姿态检测,因而对其测量精度的研究在实际应用中具有重要意义。为提升陀螺仪的测量精度,加强其实用性,提出了软硬件补偿的方法。使用AD976A和MSC1214Y3处理敏感信号;运用信号的幅值计算角速度,提出了五点法取幅值,该算法优化了幅值的测量;运用转速补偿算法来修正陀螺仪的标度因数,消除了自旋角速度对标度因数的影响,提升了陀螺仪在不同自旋角速度下的测量精度,完善了系统对精度和稳定性的追求。结果表明,五点法取幅值可将测量精度提升37. 8%,转速补偿之后,陀螺仪的标度因数稳定性明显提高。(本文来源于《北京信息科技大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
杜宜璋,常洪龙,苑伟政,谢建兵[3]（2019）在《多环谐振微机械陀螺的研究现状及发展趋势》一文中研究指出微机械陀螺是一种新型的陀螺,近年来随着微机电技术的发展,其性能不断得到提高。基于多环谐振微机械陀螺的发展现状,详细评述了多环谐振陀螺的来源以及其由单环到多环的结构发生改变的优点。并基于驻波进动原理,介绍了两种新型的全对称谐振盘陀螺。总结了圆环谐振式微机械陀螺的工艺发展路线,由早期的HARPSS工艺发展到外延多晶硅封装工艺,再到材料性能好的单晶硅热压键合工艺,使得多环谐振陀螺的性能不断得以提升,并分析了其优缺点。最后,展望了未来的高新技术,提出多环谐振陀螺的发展方向。(本文来源于《导航与控制》期刊2019年04期）
何春华,赵前程,杨振川,张大成,闫桂珍[4]（2019）在《微机械陀螺振动失效机理及可靠性设计研究》一文中研究指出高加速极限试验可快速暴露MEMS陀螺的缺陷和薄弱环节,针对复合环境应力试验的陀螺失效品,开展了详细的失效定位和机理分析,推导了引线的振动响应特性和固有模态,并提出了引线的抗振设计方法。仿真和实验结果表明,引线固有频率的理论推导模型比较精确,通过缩短引线长度可有效提高引线的固有频率和降低振动应力,从而增强其抗振能力。优化设计后陀螺可耐受频率为0～10 kHz、总均方根为30 g_n的加速度随机振动。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年06期）
张林欣[5]（2019）在《静电驱动微机械陀螺仪的研究》一文中研究指出微机械陀螺仪是一种重要的惯性仪器,主要用来测量物体的旋转角速度或角加速度。它在消费电子、汽车、国防制导、航空航天等领域具有广泛应用。我国在这个领域的研究滞后于西方发达国家,特别是高性能的微机械陀螺仪核心器件的研究还处于起步阶段。本文提出一种全对称的多环振动结构静电驱动微机械陀螺仪,从理论基础、工作原理、结构设计、性能仿真、加工工艺、器件测试等几个方面进行了研究,主要包括以下内容:(1)静电驱动微机械陀螺仪的理论研究。详细分析了微机械陀螺仪理论基础科里奥利效应,建立质量弹簧阻尼模型;利用机械动力学分析器件性能并得到机械灵敏度表达式;基于微机械陀螺仪静电驱动、电容检测的原理,分析了提高微机械陀螺仪性能的方法并着重就静电调修进行分析。(2)静电驱动微机械陀螺仪的基本结构设计与仿真。通过比较选型,确立多环结构为本陀螺仪的基本设计类型;利用计算机软件对器件进行模态分析,得到驱动模态的谐振频率为21052 Hz,敏感模态的谐振频率为21545 Hz;分析了阻尼对器件性能的影响,利用谐响应分析计算了不同固定阻尼比与器件振幅的关系;分析了外界冲击对器件性能的影响,利用瞬态动力学分析得到器件X轴可以承受最大加速度为8.842×105 g,Z轴可以承受最大加速度为1.9×106 g。(3)静电驱动微机械陀螺仪的MEMS工艺设计与流片实验。设计了基于SOI硅片的工艺并进行流片;优化了湿法刻蚀释放结构的工艺;分析了器件衬底漏电的机理,并利用计算机软件进行仿真计算;设计了基于硅玻璃键合的工艺并进行流片;优化了玻璃凹槽湿法刻蚀工艺设计与圆片键合工艺。(4)静电驱动微机械谐振器件的测试。分析了主要的几种MEMS谐振器件的测试方法;基于矢量网络分析仪、真空腔、跨阻放大器等设备,对器件进行扫频测试,得到驱动轴的谐振频率为23686.25 Hz,敏感轴的谐振频率为23980 Hz;基于静电调修原理,对器件施加2.5 V静电调修电压,两个模态的频率裂解从293.75 Hz下降到6.25 Hz,提高了器件的性能。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-20）
何春华,赵前程,杨振川,张大成,闫桂珍[6]（2019）在《微机械陀螺冲击特性及可靠性研究》一文中研究指出为了深入掌握微机械陀螺的冲击响应特性,本文进行了详细的理论推导和MATLAB仿真分析,并进行了测试验证。冲击试验结果表明,理论分析和试验结果基本一致,考虑最坏情况可知,当脉宽对应的冲击频率与陀螺固有频率越接近,并且陀螺品质因子和冲击加速度幅值越大时,则冲击带来的影响就越大,梁越容易发生断裂失效。因此要使MEMS陀螺具有较强的抗冲击能力,必须综合优化设计陀螺的真空度和固有频率。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年05期）
彭焮成[7]（2019）在《微机械陀螺驱动控制及其噪声研究》一文中研究指出随着先进的微电子技术的发展,微机械陀螺应用市场越来越广泛,对陀螺的精度要求越来越高。稳定的微机械驱动控制系统是陀螺高精度的必要条件,但现阶段的经典PID控制和自激振荡控制对微机械陀螺驱动控制存在精度较低、稳定性较差的缺陷。现对陀螺的驱动控制系统进行改进,将模糊控制算法应用于微机械陀螺驱动闭环控制上,完成了基于模糊控制的MEMS陀螺驱动闭环控制的方法研究与电路设计。结合国内外研究现状,针对微机械陀螺的驱动闭环为非时变非线性系统的特点。对于复杂的非线性系统来说,经典PID控制理论不再适合。现提出了一种改进的模糊控制驱动闭环的策略,在FPGA平台上实现并且将陀螺驱动信号在芯片内部处理方便算法的进一步改进。改进后的模糊控制是传统模糊控制和PID的结合体,集成了两者的优点,有较快的控制能力、较高的控制精度以及较强的鲁棒性。实验结果表明,该设计方法能够使MEMS陀螺稳定工作在谐振状态下,响应信号幅值基本保持恒定,数字驱动闭环的响应信号幅值抖动精度可达到98ppm。微机械陀螺设计中陀螺驱动控制系统具体电路设计的整体方案,设计出合适的模拟电路以提高陀螺驱动的性能。对于构成整个电路的微机械陀螺驱动电路设计、静电梳齿驱动电路、微弱信号检测电路、载波电路、PC通信系统进行设计和分析,以设计出完整的外围驱动控制电路实现陀螺响应信号幅值恒定。并且对整个电路进行仿真和调试,实现上位机与实验板的通信。建立了微机械陀螺驱动电路噪声模型,分析电路中主要的噪声建立二端口网络将网络内部噪声等效到输入端的模型。采用matlab软件和multisim软件对电路仿真分析研究。根据其电路求解噪声以对电路中的关键电路的电子器件选型做参考以及数模转换器和模数转换器对信号的影响为电路的优化提供了依据,具有一定的实际应用价值。(本文来源于《江西理工大学》期刊2019-05-01）
汤丽[8]（2019）在《微机械陀螺驱动与检测控制系统研究》一文中研究指出硅微机械陀螺是以科里奥利力力学原理为理论基础。在硅陀螺驱动模态上施加一个静电力,使硅陀螺在驱动方向上做恒幅振荡,当外界有角速度输入时,其检测模态上会产生相应的受迫振动,通过检测受迫振动带来的硅陀螺参数变化即可标定被测角速度信号。本文主要对硅微机械陀螺的外部控制系统进行研究,分别对自激闭环驱动控制系统技术、驱动信号检测、真空封装陀螺梳齿电容检测技术、力平衡闭环检测控制技术进行详细的原理分析、仿真分析与实验验证。首先,论文对微机械陀螺仪进行了简要概述,介绍了部分性能参数,并对国内外在微机械陀螺驱动模态控制系统与检测模态控制系统的研究进展进行了分析。根据硅微机械陀螺的工作原理,建立硅微机械陀螺的简化力学模型,从理论上推导出驱动模态和检测模态的输出表达式,分析了梳齿电容静电力驱动原理、梳齿电容检测原理和电容/电压转换电路。其次,分析驱动闭环控制系统的原理,给出相应的控制系统框图,根据该实验陀螺的固有频率和品质因子等参数,确定环路中各电路模块的元器件参数,并对部分电路模块进行分析与仿真,使驱动硬件电路实现上电后迅速自动起振。由于系统无法直接得到起振后的驱动响应信号的幅值和频率信息,因此本文提出采用CORDIC算法、LMS自适应算法以及频率测量方法对驱动输出信号的幅值和频率进行检测,并设计出了相应的信号检测方案框图,以及读取数据和保存数据的LabVIEW上位机。对信号检测系统进行了实验测试,得到了驱动模态的振荡频率9432Hz和幅值为0.8V,幅值抖动精度为87.5ppm,验证了陀螺在谐振频率处做恒幅振荡,使科里奥利力和被测角速度基本呈线性。最后,详细研究基于调制解调的微机械陀螺力平衡检测控制技术,根据该控制系统的开环和闭环系统的分析结果,对电路中引起的相角变化进行补偿,并用MATLAB软件对系统控制环路进行时域和频域仿真,在理论上验证控制方案的可行性,根据理论仿真结果搭建实验电路。实验结果表明,陀螺采用检测力平衡控制系统后的标度因子为2.8mV/°/s,非线性度为349.4ppm,室温下零偏稳定性为5.93°/h,全温下零偏稳定性为397°/h,达到了惯性级陀螺的性能要求。(本文来源于《西南科技大学》期刊2019-05-01）
张利娟,李欣业,张华彪[9]（2019）在《角度偏移对微机械陀螺系统响应特性的影响》一文中研究指出微机械陀螺敏感结构加工误差的存在使得微机械陀螺的弹性主轴和驱动/敏感轴不能完全重合,将导致信号出现误差。针对加工误差引起的角度偏移,即弹性主轴和驱动/敏感轴的不重合对微陀螺系统响应特性的影响进行研究。同时考虑系统的刚度非线性,基于拉格朗日方程建立了系统的动力学方程,利用平均法进行求解,得到了关于定常解的代数方程。利用同伦延拓方法研究了角度偏差对系统零偏、机械灵敏度和非线性度的影响。结果表明只有一个角度偏移时,随着偏移角度绝对值的增大,零偏和非线性度增加,机械灵敏度降低。当驱动和敏感方向同时有角度偏移时,两方向偏移角度相反时,零偏、机械灵敏度和非线性度随偏移角度大小的变化非常剧烈,而偏移角度相近时,偏移角度大小的影响较为平缓。给出了系统零偏和非线性度取极小值,机械灵敏度取极大值时,两个方向偏移角度的关系曲线,为工程中微陀螺敏感结构的修型提供了一定的理论依据。(本文来源于《振动与冲击》期刊2019年07期）
陈光武,李文元,于月[10]（2019）在《基于模糊间隔阈值EMD的微机械陀螺消噪》一文中研究指出为了减小低成本微机电系统(MEMS)陀螺仪输出中的噪声,提出了一种经验模态分解(EMD)的模糊间隔阈值消噪方法。首先通过EMD将信号分解为多个本征模函数(IMF),并且IMF特性将这些IMF分为叁类,即噪声主导IMF,混合噪声与信息的IMF,信息主导的IMF;对于混合噪声与信息的IMF,根据不同阈值的特性确定模糊阈值区域,并设置隶属度函数,根据IMF系数对应的隶属度值对IMF进行消噪处理;最后再将经过消噪处理的IMF与分解得到的信息主导的IMF进行重构,得到消噪信号。实验首先对一段模拟的"bump"信号进行消噪分析,然后在MEMS陀螺仪上进行验证,最后对此方法的消噪性能进行了Allan方差分析。实验结果表明,该方法能有效去除MEMS陀螺仪输出的噪声分量。静止状态下信号的信噪比提高了5.47dB,单轴匀速率旋转状态下信号的信噪比提高了2.64dB;陀螺信号的各项误差系数均有所降低。实现了陀螺仪输出中噪声与信号的分离,改善了信号质量,可以有效提取和识别出有用信息。(本文来源于《光学精密工程》期刊2019年04期）
硅微机械陀螺论文开题报告
（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：
载体驱动微机械陀螺是一种基于哥氏力效应的新型角速度陀螺,可广泛应用于高速旋转载体的姿态检测,因而对其测量精度的研究在实际应用中具有重要意义。为提升陀螺仪的测量精度,加强其实用性,提出了软硬件补偿的方法。使用AD976A和MSC1214Y3处理敏感信号;运用信号的幅值计算角速度,提出了五点法取幅值,该算法优化了幅值的测量;运用转速补偿算法来修正陀螺仪的标度因数,消除了自旋角速度对标度因数的影响,提升了陀螺仪在不同自旋角速度下的测量精度,完善了系统对精度和稳定性的追求。结果表明,五点法取幅值可将测量精度提升37. 8%,转速补偿之后,陀螺仪的标度因数稳定性明显提高。
（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。
硅微机械陀螺论文参考文献
[1].林一羽,郑旭东,吴海斌,马志鹏,金仲和.采用恒频参量激励的微机械陀螺驱动控制方案[J].浙江大学学报(工学版).2019
[2].闫爱爱,张伟,张学松.载体驱动微机械陀螺仪的提高精度方法[J].北京信息科技大学学报(自然科学版).2019
[3].杜宜璋,常洪龙,苑伟政,谢建兵.多环谐振微机械陀螺的研究现状及发展趋势[J].导航与控制.2019
[4].何春华,赵前程,杨振川,张大成,闫桂珍.微机械陀螺振动失效机理及可靠性设计研究[J].传感技术学报.2019
[5].张林欣.静电驱动微机械陀螺仪的研究[D].中国科学技术大学.2019
[6].何春华,赵前程,杨振川,张大成,闫桂珍.微机械陀螺冲击特性及可靠性研究[J].传感技术学报.2019
[7].彭焮成.微机械陀螺驱动控制及其噪声研究[D].江西理工大学.2019
[8].汤丽.微机械陀螺驱动与检测控制系统研究[D].西南科技大学.2019
[9].张利娟,李欣业,张华彪.角度偏移对微机械陀螺系统响应特性的影响[J].振动与冲击.2019
[10].陈光武,李文元,于月.基于模糊间隔阈值EMD的微机械陀螺消噪[J].光学精密工程.2019
标签：微机械(MEMS)陀螺; 驱动控制方案; 参量激励; 恒谐振频率驱动;