無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)硅微機(jī)械陀螺姿態(tài)解算研究.pdf

1、無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)硅微機(jī)械陀螺是一種新型角速度傳感器。它本身沒有驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，而是利用旋轉(zhuǎn)飛行載體的旋轉(zhuǎn)作為自身的驅(qū)動(dòng)，基于哥氏效應(yīng)來敏感載體的自旋角速度和橫向角速度，適用于旋轉(zhuǎn)飛行載體的姿態(tài)檢測(cè)。陀螺輸出信號(hào)同時(shí)包含了旋轉(zhuǎn)飛行載體的自旋角速度、俯仰角速度和偏航角速度三個(gè)角速度信息。因此，研究無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)微機(jī)械陀螺具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文針對(duì)無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)硅微機(jī)械陀螺的姿態(tài)解算進(jìn)行研究，主要工作包括:
　　(1)研究了無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)微機(jī)械陀螺

2、的固有頻率。對(duì)陀螺的固有頻率進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并利用有限元分析方法，對(duì)陀螺的振動(dòng)質(zhì)量的振型和固有頻率進(jìn)行了仿真分析。仿真的第一模態(tài)與理論分析計(jì)算的結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，證明了關(guān)于振動(dòng)質(zhì)量角振動(dòng)方程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析和計(jì)算是合理的，為提高陀螺動(dòng)態(tài)性能和標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性提供了理論依據(jù)。
　　(2)研究了無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)微機(jī)械陀螺信號(hào)自旋頻率的提取?；贖ilbert變換構(gòu)造解析函數(shù)法，提出了Wavelet變換構(gòu)造解析函數(shù)的方法。結(jié)合所研究的無驅(qū)動(dòng)

3、結(jié)構(gòu)微機(jī)械陀螺的輸出信號(hào)，找到了小波基，并確定了最適合陀螺信號(hào)處理的參數(shù)。對(duì)兩種方法進(jìn)行了詳細(xì)的算法推導(dǎo)、仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表明，Wavelet算法能夠提高自旋頻率解算的精度和穩(wěn)定性。
　　(3)研究了無驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)微機(jī)械陀螺的標(biāo)度因數(shù)的補(bǔ)償。提出了微商算法，對(duì)算法進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并通過有限元分析軟件(ANSYS)對(duì)標(biāo)度因數(shù)補(bǔ)償算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，最后通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了微商算法的可行性，為以后的工程應(yīng)