靜電懸浮微陀螺的系統(tǒng)級(jí)仿真及信號(hào)發(fā)生電路.pdf

1、懸浮轉(zhuǎn)子式微陀螺具有高精度的潛在優(yōu)點(diǎn)，成為具有良好發(fā)展前景的一種MEMS慣性傳感器，已得到美、日、英等國(guó)的研究重視。靜電懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺利用高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的陀螺效應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)載體運(yùn)動(dòng)角速度的測(cè)量，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)加速度的測(cè)量。
　　實(shí)現(xiàn)靜電懸浮微陀螺的關(guān)鍵技術(shù)主要包括仿真設(shè)計(jì)技術(shù)、微機(jī)械制造技術(shù)、轉(zhuǎn)子的微位移檢測(cè)技術(shù)及其穩(wěn)定懸浮、恒速旋轉(zhuǎn)控制技術(shù)等。本論文主要對(duì)靜電懸浮微陀螺的系統(tǒng)級(jí)建模仿真和多路信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行了研究。
　　本文的

2、主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　本文首先介紹了微陀螺儀的分類(lèi)和特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了磁懸浮轉(zhuǎn)子和靜電懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺的研究進(jìn)展，并分析了靜電懸浮陀螺的設(shè)計(jì)仿真技術(shù)、微位移電容檢測(cè)方法及載波信號(hào)發(fā)生技術(shù)。
　　其次本文介紹了靜電懸浮陀螺的結(jié)構(gòu)，對(duì)靜電懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺的工作原理進(jìn)行了闡述。結(jié)合電容檢測(cè)原理，闡明了電容檢測(cè)在微陀螺中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了等效控制模型，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。
　　再次，在MEMS仿真軟件CoventorWare

3、中，對(duì)靜電懸浮陀螺按照微加工工藝進(jìn)行了工藝級(jí)3D建模，然后采用有限元方法進(jìn)行了物理級(jí)建模仿真，分析了微陀螺的空氣阻尼特性和電極電容分布特性。
　　并且利用CoventorWare軟件中ARCHITECT的機(jī)電模塊，建立了微陀螺的器件級(jí)模型，并加上控制電路，構(gòu)建了微陀螺的系統(tǒng)級(jí)模型，進(jìn)行了微陀螺的穩(wěn)定懸浮控制和旋轉(zhuǎn)陀螺效應(yīng)的仿真驗(yàn)證。
　　信號(hào)發(fā)生器是靜電懸浮微陀螺系統(tǒng)的重要組成部分，通常采用差動(dòng)電容調(diào)制解調(diào)檢測(cè)方法來(lái)得到轉(zhuǎn)子