硅微振動陀螺制造誤差電補償方法研究.pdf

1、硅微振動陀螺儀具有體積小，重量輕以及成本低，可靠性高，易于批量生產(chǎn)和便于與電子線路集成等優(yōu)點，是傳統(tǒng)陀螺儀無法比擬的。 目前，國內(nèi)硅微振動陀螺儀還未能從實驗室走向工程應用，其中的原因之一就是加工工藝誤差造成陀螺儀精度低，且重復性差。因此，本文結(jié)合課題組設計的硅微振動陀螺儀，針對制造誤差的影響及相關電補償方法進行了研究，主要內(nèi)容如下。 首先，研究了硅微振動陀螺儀的結(jié)構(gòu)的工作機理，并采用拉格朗日動力學方程建立了其力學模型。在

2、此基礎上，進行了系統(tǒng)運動模式、靜電驅(qū)動機理以及檢測原理、模態(tài)參數(shù)對陀螺儀性能的研究，為分析制造誤差對性能的影響，奠定了理論基礎。同時，針對目前研究的硅微振動陀螺儀所采用的制備工藝也展開了簡單闡述。 其次，重點研究了加工誤差中由驅(qū)動電極板間距不等和支撐梁制造誤差所引起的機械耦合誤差和模態(tài)誤差。其中由驅(qū)動電極板間距不等造成的不平衡力包含多種頻率成分，可通過增大與驅(qū)動活動梳齒相連的結(jié)構(gòu)在敏感方向上的抗彎剛度來消除其影響，而由支撐梁制造

3、誤差引起的正交誤差對陀螺儀輸出性能的影響最大。同時還研究了梁寬變化和厚度變化對模態(tài)頻差的影響。最后，介紹了布朗噪聲和溫度變化對硅微振動陀螺的影響。 第三，研究了三種正交耦合誤差補償技術，包括直流偏置法、電流補償法和同步解調(diào)法。由于同步解調(diào)法能有效的濾除干擾信號，克服檢測通道中的噪聲，且無需在陀螺儀的機械結(jié)構(gòu)中加入特殊部件就可以有效去除正交信號，電路實施簡單可靠。因而結(jié)合目前的硅微陀螺儀結(jié)構(gòu)形式，選用了同步解調(diào)法作為硅微振動陀螺儀