金属筒型谐振陀螺振型校正及测控系统研究
发布时间：2021-12-16 20:11
金属筒形谐振陀螺是一种极具发展前景的固体波动陀螺,在兵器、航空、航天等方面有极其重要的应用。谐振陀螺具有精度高、小体积、高可靠性等众多优势,相对于同种精度的其他种类陀螺,还具有结构简单、加工难度小和低成本的特点,因此本文以实验室自行研制的金属筒形谐振陀螺为研究对象,对谐振子及测控系统进行了研究,主要研究内容包括:1.介绍了金属筒形谐振陀螺的基本结构和工作原理,并介绍了金属筒形谐振陀螺的数学模型,对其测控电路的方案进行了总体设计。2.对基于锁相环原理的频率控制回路和幅值控制回路的原理进行了介绍,并基于原理设计了频率追踪回路方案和幅值控制回路方案,并依据方案进行了功能测试和性能测试。3.对陀螺谐振子的振型偏移现象出现的原因进行了分析,并提出了基于谐振子的去除微质量振型修调方案和振型电校正方案,并对提出的方案进行了测试。4.对力反馈控制回路的原理和具体实现方案进行了详细的分析和论述,并对该回路进行了功能测试和性能测试。5.对陀螺测控系统测试。结果显示:整个系统标度因数为59.86mV/o/s,标度因数线性度为167.9ppm,短期零偏稳定性4.6°/h。
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
成品半球陀螺仪以及石英谐振子
图 1.1 成品半球陀螺仪以及石英谐振子螺和半球谐振陀螺一样，采用的原理相同，但是于半球谐振陀螺的石英而言，具有易加工，易批低精度民用，航空，以及战术导航设备的大规模关注。代初，英国通用电气航空电子设备有限公司研为金属圆筒，在筒形谐振子上边缘表面对称粘贴筒谐振子处于谐振状态时，压电电极的逆压电效度输入时，在哥氏力作用下的发生驻波进动，压速度的大小，该类型陀螺精度达到了 0.01°/s[17]的生产[18]，目前已广泛应用在钻井平台、战术
图 1.3 Watson 公司 PRO-132-3A 圆筒型陀螺此外 Watson 公司研发了一种压电陶瓷材料为基体的筒形谐振陀螺，在该型谐振子中在谐振子表面镀着电极，通过对压电电极的分离式设计，实现了大约 3°的谐振子振型矫20]，同时采取对谐振子边缘去质量的方法，降低了因为镀电极带来的谐振子的频率裂解提高了陀螺的精度[21]。2010 年，Watson 公司又发布了一款以金属-压电陶瓷为材料的混合结构筒形谐振陀螺这种陀螺的谐振子结构如图 1.4 所示，谐振子由金属与压电圆环组成，与以往不同的是此谐振子的驱动与检测换能器是在谐振子的底部，而不是在谐振子的筒壁边缘，在与测线路相配合，极大的提高了陀螺的温度特性及零偏稳定性[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半球谐振陀螺的漂移机理及其控制[J]. 高胜利,吴简彤. 弹箭与制导学报. 2008(03)
[2]基于多电极的半球谐振陀螺信号检测[J]. 高胜利,吴简彤. 哈尔滨工程大学学报. 2008(05)
[3]微型半球陀螺仪的误差源研究[J]. 倪受东,吴洪涛,嵇海平,朱剑英. 传感器与微系统. 2007(01)
[4]半球谐振陀螺的振幅控制及误差分析[J]. 高胜利,吴简彤,张福勇. 测试技术学报. 2006(04)
[5]力平衡半球谐振陀螺的信号检测[J]. 高胜利,吴简彤,张福勇. 船舶工程. 2006(02)
[6]陀螺仪的发展及应用[J]. 梁阁亭,惠俊军,李玉平. 飞航导弹. 2006(04)
[7]音叉电容式微机械陀螺的误差源分析与消除[J]. 常洪龙,苑伟政. 西北工业大学学报. 2004(06)
[8]微机械陀螺数字读出系统及其解调算法[J]. 周斌,高钟毓,陈怀,张嵘,陈志勇. 清华大学学报(自然科学版). 2004(05)
[9]哥氏振动陀螺[J]. 吕志清. 压电与声光. 2004(02)
[10]陀螺惯性制导及其军事应用[J]. 陈心中,徐润君. 大学物理. 2004(03)
博士论文
[1]杯形波动陀螺零偏漂移机理及其抑制技术研究[D]. 席翔.国防科学技术大学 2014
[2]杯形波动陀螺关键技术研究[D]. 陶溢.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]杯形波动陀螺数字化测控技术研究[D]. 谢笛.国防科学技术大学 2011
[2]半球陀螺加工用球头砂轮修整装置研制与修整工艺研究[D]. 张坤.哈尔滨工业大学 2008
[3]半球陀螺仪谐振子振动特性及其结构研究[D]. 梁嵬.长春理工大学 2008
[4]半球陀螺谐振子的力学性能及振动特性分析[D]. 李子昂.哈尔滨工业大学 2007
[5]振动式微机械陀螺接口电路及其数字化研究[D]. 李芊.西北工业大学 2007
[6]半球谐振陀螺控制技术研究[D]. 雷霆.重庆大学 2006
[7]半球谐振陀螺误差分析和滤波方法研究[D]. 易康.国防科学技术大学 2005
本文编号：3538751
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
成品半球陀螺仪以及石英谐振子
图 1.1 成品半球陀螺仪以及石英谐振子螺和半球谐振陀螺一样，采用的原理相同，但是于半球谐振陀螺的石英而言，具有易加工，易批低精度民用，航空，以及战术导航设备的大规模关注。代初，英国通用电气航空电子设备有限公司研为金属圆筒，在筒形谐振子上边缘表面对称粘贴筒谐振子处于谐振状态时，压电电极的逆压电效度输入时，在哥氏力作用下的发生驻波进动，压速度的大小，该类型陀螺精度达到了 0.01°/s[17]的生产[18]，目前已广泛应用在钻井平台、战术
图 1.3 Watson 公司 PRO-132-3A 圆筒型陀螺此外 Watson 公司研发了一种压电陶瓷材料为基体的筒形谐振陀螺，在该型谐振子中在谐振子表面镀着电极，通过对压电电极的分离式设计，实现了大约 3°的谐振子振型矫20]，同时采取对谐振子边缘去质量的方法，降低了因为镀电极带来的谐振子的频率裂解提高了陀螺的精度[21]。2010 年，Watson 公司又发布了一款以金属-压电陶瓷为材料的混合结构筒形谐振陀螺这种陀螺的谐振子结构如图 1.4 所示，谐振子由金属与压电圆环组成，与以往不同的是此谐振子的驱动与检测换能器是在谐振子的底部，而不是在谐振子的筒壁边缘，在与测线路相配合，极大的提高了陀螺的温度特性及零偏稳定性[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半球谐振陀螺的漂移机理及其控制[J]. 高胜利,吴简彤. 弹箭与制导学报. 2008(03)
[2]基于多电极的半球谐振陀螺信号检测[J]. 高胜利,吴简彤. 哈尔滨工程大学学报. 2008(05)
[3]微型半球陀螺仪的误差源研究[J]. 倪受东,吴洪涛,嵇海平,朱剑英. 传感器与微系统. 2007(01)
[4]半球谐振陀螺的振幅控制及误差分析[J]. 高胜利,吴简彤,张福勇. 测试技术学报. 2006(04)
[5]力平衡半球谐振陀螺的信号检测[J]. 高胜利,吴简彤,张福勇. 船舶工程. 2006(02)
[6]陀螺仪的发展及应用[J]. 梁阁亭,惠俊军,李玉平. 飞航导弹. 2006(04)
[7]音叉电容式微机械陀螺的误差源分析与消除[J]. 常洪龙,苑伟政. 西北工业大学学报. 2004(06)
[8]微机械陀螺数字读出系统及其解调算法[J]. 周斌,高钟毓,陈怀,张嵘,陈志勇. 清华大学学报(自然科学版). 2004(05)
[9]哥氏振动陀螺[J]. 吕志清. 压电与声光. 2004(02)
[10]陀螺惯性制导及其军事应用[J]. 陈心中,徐润君. 大学物理. 2004(03)
博士论文
[1]杯形波动陀螺零偏漂移机理及其抑制技术研究[D]. 席翔.国防科学技术大学 2014
[2]杯形波动陀螺关键技术研究[D]. 陶溢.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]杯形波动陀螺数字化测控技术研究[D]. 谢笛.国防科学技术大学 2011
[2]半球陀螺加工用球头砂轮修整装置研制与修整工艺研究[D]. 张坤.哈尔滨工业大学 2008
[3]半球陀螺仪谐振子振动特性及其结构研究[D]. 梁嵬.长春理工大学 2008
[4]半球陀螺谐振子的力学性能及振动特性分析[D]. 李子昂.哈尔滨工业大学 2007
[5]振动式微机械陀螺接口电路及其数字化研究[D]. 李芊.西北工业大学 2007
[6]半球谐振陀螺控制技术研究[D]. 雷霆.重庆大学 2006
[7]半球谐振陀螺误差分析和滤波方法研究[D]. 易康.国防科学技术大学 2005
本文编号：3538751
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