微机械陀螺的动力学特性研究

发布时间：2022-01-21 22:34

　　有关微机械振动式陀螺的动力学特性测试的结果很多,而与微机械振动式陀螺设计相关的动力学特性的定量结果却很少见。文中基于拉格朗日方程建立微机械振动式陀螺的动力学方程,分析其动力学特性,推导其灵敏度与非线性度的计算公式,考虑输入角加速度影响的情况下,分析其带宽特性,并对其带宽特性进行模拟。所得结论对微机械振动式陀螺的设计提供一定的理论依据。 

【文章来源】：机械强度. 2007,(02)北大核心EI

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

微机械陀螺的动力学模型

将式(13)、(14)、(15)代入式(19),可以得到不同驱动频率下灵敏度与驱动模态和敏感模态固有频率比的关系,如图2所示。从图2(粗线是r1=1,细线是r1=r12,其中r1=ω/ω1,r12=ω2/ω1)可以看出,当驱动频率、驱动模态固有频率和敏感模态固有频率相等时微机械陀螺的灵敏度最大。灵敏度不是微机械陀螺唯一的性能指标,文献[9]指出,精确的频率匹配微机械陀螺的带宽最小,而且工作在不稳定状态。所以精确的频率匹配不是最佳的选择。图2　灵敏度与固有频率比的函数关系图Fig.2 Sensitivity as a function of nature frequency ratioδω0:the thick curvecorresponds tor1=1

with respect to driving frequency and angular-rate frequency　出微机械陀螺的带宽。如图3所示。灵敏度与敏感模态的振幅成正比,当ω=ω1=ω2时,灵敏度最大,但是带宽最小;当ω1≠ω2时,带宽变宽,但灵敏度下降。6　结论本文基于拉格朗日方程建立微机械陀螺的动力学方程,分析其动力学特性,给出灵敏度与非线性的计算公式

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法的微机械陀螺的多学科设计优化[J]. 李伟剑,苑伟政.  机械强度. 2004(02)
[2]微电子机械系统尺寸效应的泛函分析[J]. 韩光平,刘凯,褚金奎.  机械设计. 2004(02)
[3]一种基于滑膜阻尼效应的新型微机械陀螺[J]. 陈永,焦继伟,熊斌,车录锋,李昕欣,王跃林.  中国机械工程. 2004(02)
[4]栅结构微机械陀螺运动特性的研究[J]. 熊斌,车录锋,王跃林.  机械强度. 2001(04)
[5]振子框架式微机械陀螺的有限元模拟[J]. 车录锋,熊斌,王跃林.  机械强度. 2001(04)
[6]微电子机械系统中的残余应力问题[J]. 钱劲,刘澂,张大成,赵亚溥.  机械强度. 2001(04)



本文编号：3601079