靜電懸浮微陀螺的系統(tǒng)級仿真及信號發(fā)生電路.pdf

1、懸浮轉子式微陀螺具有高精度的潛在優(yōu)點，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、英等國的研究重視。靜電懸浮轉子微陀螺利用高速旋轉轉子的陀螺效應，來實現(xiàn)對載體運動角速度的測量，并可同時實現(xiàn)線加速度的測量。
　　實現(xiàn)靜電懸浮微陀螺的關鍵技術主要包括仿真設計技術、微機械制造技術、轉子的微位移檢測技術及其穩(wěn)定懸浮、恒速旋轉控制技術等。本論文主要對靜電懸浮微陀螺的系統(tǒng)級建模仿真和多路信號發(fā)生器進行了研究。
　　本文的

2、主要研究內容和成果如下：
　　本文首先介紹了微陀螺儀的分類和特點，重點介紹了磁懸浮轉子和靜電懸浮轉子微陀螺的研究進展，并分析了靜電懸浮陀螺的設計仿真技術、微位移電容檢測方法及載波信號發(fā)生技術。
　　其次本文介紹了靜電懸浮陀螺的結構，對靜電懸浮轉子微陀螺的工作原理進行了闡述。結合電容檢測原理，闡明了電容檢測在微陀螺中的應用，設計了等效控制模型，并對關鍵技術進行了分析。
　　再次，在MEMS仿真軟件CoventorWare

3、中，對靜電懸浮陀螺按照微加工工藝進行了工藝級3D建模，然后采用有限元方法進行了物理級建模仿真，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的機電模塊，建立了微陀螺的器件級模型，并加上控制電路，構建了微陀螺的系統(tǒng)級模型，進行了微陀螺的穩(wěn)定懸浮控制和旋轉陀螺效應的仿真驗證。
　　信號發(fā)生器是靜電懸浮微陀螺系統(tǒng)的重要組成部分，通常采用差動電容調制解調檢測方法來得到轉子