基于模态切换技术的MEMS轴对称谐振陀螺测控系统研究

发布时间：2025-01-09 00:41

　　近年来,MEMS轴对称陀螺由于在航空航天、医疗、汽车电子以及智能AI等领域广阔的应用价值和前景逐渐成为MEMS传感器领域的研究热点。而环式陀螺(DRG)作为轴对称陀螺的典型结构,具有热稳定性高、传导面积大、锚点阻尼低等特点。本文针对一种新型的类蛛网式陀螺进行研究,以提高陀螺偏置稳定性为目的,设计了拥有对称结构和高信噪比的信号读出电路、驱动和敏感模态切换的控制电路以及基于相关双采样原理(CDS)的科式力检测电路等。论文首先针对类蛛网式陀螺的结构特点,研究了提取检测信号的方法,重点对信号读出电路结构和噪声问题进行探讨,设计出适宜提取该陀螺信号的拥有对称电路结构的高信噪比接口电路,相较于以往电路,本文的信号读出电路采用差分激励与差分检测的方式,保证了电路结构的对称性。其次,对基于驱动闭环、敏感力平衡检测闭环的陀螺双闭环控制系统进行了分析与探究,并总结出该经典双闭环控制系统存在的缺点。然后,根据上述缺点在传统力平衡检测环路中设计出了模态切换电路,在降低环路低频噪声的同时,将闭环标度因子放大了一倍。最后,特别对工作在模态切换模式下的科式力检测电路进行了深入分析,设计了基于CDS原理的科氏力检测方式...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－６国防科技大学设计的（ａ）新型蜂窝状磁盘谐振陀螺仪结构（ｂ）局部电镜图??，ｒ、、??

第一章绪论?基于模态切换技术的ＭＥＭＳ轴对称谐振陀螺测控系统研究??：：魏麗秘??图１－６国防科技大学设计的（ａ）新型蜂窝状磁盘谐振陀螺仪结构（ｂ）局部电镜图??除上述研宄单位之外，美国加州大学伯克利（Ｂｅｒｋｅｌｅｙ）分校、韩国汉城国立大学、??士耳其中东科技大学等高校和?ＴＨ....

图２－２二阶弹簧质量块阻尼系统??陀螺的二阶微分方程可以写为??

第二章硅微陀螺结构和理论基础?基于模态切换技术的ＭＥＭＳ轴对称谐振陀螺测控系统研究??ａ?＝?Ｈｍ?￣?＾（〇）?＾?ｌｉｍ?ｎＳＬ＋?ｖ＾）?ｃｏｓ（＿ＱＪ〇?－?Ｑｒ?＝?２Ｑｙ??ｘ?忒肩?ｄｔ?ｄｔ??＾ｘ｛ｐ）￣ｖｙ｛〇）?ｖｃｏｓ（Ｑ＜ｉ／）?＋?Ｑ（ｒ?＋?ｖ＾）ｓ....

图２－４陀螺在ＳＩＭＵＬＩＮＫ中的仿真模型??２．３陀螺激励和检测方式??

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图２－５平行板电容静电驱动示意图??静电力Ｂ丨以表示为电容屮能量的导数??

基于模态切换技术的ＭＥＭＳ轴对称谐陀螺测控系统研究?第．葶硅微陀螺结构和理论基础??ｌ；：；＾＾％?！?７；－，＾?！???，丨?Ｉ??Ｗ＼?ｆ?Ｌ?！??％同定极板?可动极板??ｙ??图２－５平行板电容静电驱动示意图??静电力Ｂ丨以表示为电容屮能量的导数??１?ｓｘｙ?２?１?....

本文编号：4024874