载体驱动陀螺PDF电子书下载

第1篇 载体驱动机械陀螺 2

第1章 载体驱动机械陀螺的工作原理 2

1.1 飞行中飞行载体的特征 2

1.2 载体驱动机械陀螺敏感元件的运动方程 6

1.3 飞行载体以常值角速度旋转时陀螺的性能 11

1.4 载体驱动机械陀螺系统方案的选择 13

1.5 系统的动态性能调节 18

1.6 带速度负反馈的载体驱动机械陀螺的稳定性 24

第2章 带速度负反馈的载体驱动机械陀螺的精度 38

2.1 绕横轴转动的常值角速度测量精度 38

2.2 载体驱动机械陀螺的调节 52

第3章 交变角速度条件下载体驱动机械陀螺的性能 55

3.1 角振动条件下载体驱动机械陀螺的性能 55

3.2 角振动条件下载体驱动机械陀螺的输出信号 65

3.3 飞行载体的谐波角速度测量精度 69

3.4 圆周振动时载体驱动机械陀螺的性能 86

第4章 载体驱动机械陀螺的运行误差 92

4.1 框架静不平衡引起的误差 92

4.2 角振动和圆周振动引起的误差 94

4.3 安装不精确产生的误差 96

4.4 环境温度变化产生的误差 97

第2篇 载体驱动微机械陀螺 102

第5章 载体驱动硅微机械陀螺的工作原理 102

5.1 结构原理 102

5.2 动力学模型 103

5.2.1 质量块振动方程 103

5.2.2 角振动方程的解 106

5.3 动力学参数分析计算 108

5.3.1 弹性支撑梁扭转刚度 108

5.3.2 弹性接头参数计算 108

5.3.3 振动元件角振动阻尼系数 111

5.3.4 陀螺角振动固有频率、角振动幅度与被测角速度的关系 112

5.4 信号检测 112

5.4.1 输出电压与摆角的关系 113

5.4.2 信号处理电路 115

5.5 ANSYS仿真与模拟 118

5.5.1 模态分析 118

5.5.2 频响分析 119

第6章 载体驱动微机械陀螺信号的解调与分离 120

6.1 陀螺敏感元件硅摆的角振动与检测结构 120

6.2 微机械陀螺输出信号及其特征 122

6.2.1 输入常值角速度 122

6.2.2 输入角振动 123

6.2.3 输入圆周振动 124

6.3 微机械陀螺标度因数稳定性补偿 125

6.4 微机械陀螺自旋频率的提取和横向角速度的解调与分离 128

6.4.1 陀螺输出信号滤波 128

6.4.2 自旋频率的提取 130

6.4.3 横向角速度的解调 131

6.4.4 横向角速度的分离 134

第7章 载体驱动陀螺的牵连运动 138

7.1 载体驱动陀螺的运动状态及工作特点 138

7.2 牵连运动对陀螺信号载波频率的影响 140

7.3 偏航、俯仰同频率简谐运动的合成 143

7.4 偏航、俯仰和自旋运动的合成 145

7.5 牵连运动在三轴转台上的实验验证 150

第8章 载体驱动微机械陀螺的动态性能 166

8.1 闭环系统的工作机理 166

8.2 频域特性 168

8.2.1 固有频率 168

8.2.2 幅频特性 169

8.2.3 相频特性 173

8.3 时域特性 175

8.3.1 阻尼比和固有频率 175

8.3.2 过渡过程 176

8.3.3 冲击响应 177

第9章 载体驱动微机械陀螺的性能实验与贮存寿命 181

9.1 性能实验 181

9.1.1 标度因数 181

9.1.2 标度因数非线性 182

9.1.3 标度因数对称性 182

9.1.4 标度因数重复性 182

9.1.5 量程 182

9.1.6 阈值 183

9.1.7 分辨率 183

9.1.8 标度因数温度系数 183

9.1.9 零偏 184

9.1.10 零偏稳定性 184

9.1.11 零偏重复性 185

9.1.12 启动时间 185

9.1.13 零偏加速度敏感性 185

9.1.14 噪声 185

9.1.15 零偏温度系数 186

9.1.16 带宽 186

9.1.17 振动功能实验 187

9.1.18 力学冲击实验 187

9.1.19 低温实验 188

9.1.20 高温实验 189

9.1.21 温度冲击 190

9.1.22 振动 190

9.1.23 冲击 190

9.1.24 稳态湿热 191

9.1.25 密封 191

9.1.26 高温寿命 191

9.2 贮存寿命实验 192

9.2.1 剔除早期失效产品 192

9.2.2 常温贮存 193

9.2.3 加速寿命实验 193

第3篇 载体驱动微机械陀螺的应用 196

第10章 在飞行体姿态控制系统中的应用 196

10.1 设计解算方法和编制软件 196

10.1.1 解算方法和软件 196

10.1.2 计算机设计软件 197

10.2 DSP数字输出陀螺 199

10.2.1 硬件电路设计 199

10.2.2 算法及软件实现 201

10.2.3 测试结果 202

10.3 旋转飞行载体单通道控制姿态敏感系统 204

10.4 旋转飞行载体直角坐标变换三通道姿态敏感系统 206

10.5 旋转飞行载体极坐标变换姿态敏感系统 208

10.5.1 获取相对于载体坐标系横向角速度的方法 209

10.5.2 获取相对于准载体坐标系的滚动角速度的方法 211

10.5.3 获取相对于准载体坐标系的偏航角速度和俯仰角速度的方法 212

第11章 载体驱动陀螺在非旋转体上的应用 213

11.1 有电动机载体驱动硅微机械陀螺总装结构 213

11.2 有电动机载体驱动微机械陀螺其他部件的结构及工作原理 214

11.2.1 驱动电动机 214

11.2.2 精密导电滑环 215

11.2.3 角接触球轴承及弹性膜片联轴器 216

11.3 电动机驱动微机械陀螺输出信号分析 217

11.3.1 陀螺信号分析测试装置 217

11.3.2 陀螺零位输出噪声分析 218

11.3.3 有电动机载体驱动陀螺输出信号频谱分析 219

11.4 微机械陀螺输出函数分析 223

11.5 陀螺信号中载体偏转方向判定 224

11.6 相干解调及低通滤波算法 225

11.6.1 相干解调原理 226

11.6.2 仿真实验 227

11.7 载体的自旋角速度解算 229

第4篇 载体驱动微机械陀螺的微结构制作技术 232

第12章 微机械摆的梁和摆片形状对陀螺性能的影响 232

12.1 梁的形状和参数对性能的影响 232

12.1.1 梁的设计 232

12.1.2 梁尺寸误差对性能的影响 234

12.1.3 重心偏移引起的干扰力矩 235

12.1.4 梁的不等弹性 236

12.1.5 梁宽不一致 238

12.1.6 梁厚不一致 238

12.1.7 梁受冲击发生形变 239

12.2 摆片的形状和参数对性能的影响 239

12.2.1 硅摆模态分析 239

12.2.2 硅摆的静力学分析 240

12.2.3 硅摆的响应分析 241

12.2.4 硅摆的静电学分析 241

12.2.5 硅摆表面结构分析 242

12.2.6 摆片表面缺陷对微机械陀螺的性能影响 243

12.2.7 摆片质心偏移对微机械陀螺的性能影响 245

第13章 微机械摆制作技术 248

13.1 制作步骤设计 248

13.2 氧化工艺 249

13.2.1 SiO2膜的生长速率和厚度计算 250

13.2.2 膜的线性生长和抛物线生长 250

13.3 光刻工艺 252

13.3.1 光刻胶 253

13.3.2 光刻工艺流程 254

13.3.3 光刻技术 255

13.4 刻蚀工艺 258

13.4.1 干法刻蚀 258

13.4.2 湿法刻蚀 259

13.5 喷胶工艺 263

13.6 溅射工艺 264

13.6.1 X射线衍射分析 266

13.6.2 原子力图像分析 267

13.6.3 电阻率分析 268

13.7 直梁和弧梁形状对性能的影响 268

第14章 微系统的可靠性与生产统计过程控制 272

14.1 载体驱动微机械陀螺的可靠性识别、分析和定量评估 272

14.1.1 可靠性识别 272

14.1.2 可靠性分析 273

14.1.3 可靠性定量评估 275

14.2 载体驱动微机械陀螺可靠性设计 276

14.2.1 可靠性分配 276

14.2.2 可靠性预计 277

14.3 载体驱动微机械陀螺的生产统计过程控制技术 278

14.3.1 统计过程控制应用基础 278

14.3.2 控制图原理 278

14.3.3 SPC流程图 280

14.3.4 评价对象的确定 280

14.3.5 工艺参数数据的采集 281

14.3.6 控制图的正确选用 282

14.3.7 控制图的绘制 282

参考文献 290