导读:本文包含了微陀螺论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:音叉式硅微陀螺,圆片级真空封装,键合+刻蚀,数模混合集成电路
微陀螺论文文献综述
王玉朝,王永,孟冰,王刚,熊恒[1]（2019）在《高精度音叉式硅微陀螺研制进展》一文中研究指出本文介绍了一种双质量块音叉式硅微陀螺,通过将两个完全相同的全解耦结构进行并排复制和耦合梁的巧妙设计,实现了音叉式硅微陀螺全解耦结构设计。该款硅微陀螺采用键合+刻蚀工艺(BDRIE)加工而成,通过圆片级封装工艺技术,实现了高真空度密封,品质因数优于25万。硅微陀螺外围电路采用数模混合集成电路实现,保证了陀螺形态的紧凑。其中驱动模态采用闭环控制方案,检测模态采用开环检测方案。经测试,该型硅微陀螺的零偏不稳定性优于0.66°/h,刻度系数非线性优于100ppm。得益于双质量块差分形式的结构形态,其零偏加速度灵敏度优于12.3°/(h/g)。(本文来源于《2019年（第四届）中国航空科学技术大会论文集》期刊2019-08-15）
郝淑英,李伟雄,李会杰,张琪昌,冯晶晶[2]（2019）在《驱动刚度非线性对双检测微陀螺性能的影响》一文中研究指出驱动刚度非线性的存在会导致幅频曲线出现典型的非线性硬化特性,从而影响双检测微陀螺检测输出信号和灵敏度的稳定性。为对比线性刚度和非线性刚度对微陀螺检测输出的影响规律,首先求解线性刚度下系统的稳态响应,其次采用多尺度法求解非线性动力学方程的近似周期解,并考虑科氏力对检测输出的影响,在此基础上探讨驱动刚度立方非线性对双检测微陀螺系统主共振的幅频曲线、共振频率、灵敏度的影响规律。研究发现:驱动模态共振频率与刚度非线性及振动峰值密切相关;刚度非线性越强,固有频率的漂移量对振幅的变化就越敏感。较弱的驱动刚度非线性就会导致检测一和检测二在驱动模态频率处的幅值大幅下降,由此对微陀螺的输出信号产生极大影响,降低了微陀螺检测信号的稳定性,并与基于线性设计的灵敏度值产生极大的偏差。(本文来源于《振动与冲击》期刊2019年14期）
何杰,朴继军,朱玲瑞,袁小平,胡少勤[3]（2019）在《先进微陀螺器件及微惯性测量单元最新研究进展》一文中研究指出微纳加工技术与振动惯性技术的结合使惯性仪表技术发生了重大的变革,拓展了惯性技术在军用和民用领域的应用。高性能微惯性器件对军事装备和国民经济的发展起着越来越大的作用。该文基于美国国防高级研究计划局(DARPA)近年来在微惯性传感器技术领域的资助项目,综合研究了微机电系统(MEMS)谐振陀螺、微光学陀螺(MOG)、声表面波(SAW)陀螺等微惯性传感器技术及微惯性测量单元的最新发展现状,并对其发展面临的技术挑战进行了详细地分析与评述。(本文来源于《压电与声光》期刊2019年03期）
耿浩[4]（2019）在《基于光栅检测的微陀螺设计与研究》一文中研究指出随着自主导航市场的不断扩大,对微惯性器件的需求也日益增加,微机械陀螺作为微小型导航组件的关键传感器,是高精度微惯性器件的重要研究方向。实际应用对微陀螺检测精度的要求逐年提高,微弱科氏力的检测是高精度微机械陀螺的关键技术,但是常规的检测手段已经到达分辨率极限,未来的微陀螺研究将重点在结构设计和检测原理上进行创新研究。光学测量具有很高的检测精度,本文将光栅干涉测量引入微陀螺的效应检测中,对光机电微陀螺展开设计和研究。本文首先介绍了微陀螺的工作原理,对微陀螺动力学特性进行分析研究,得出微陀螺结构灵敏度、品质因数和带宽等参数计算方法,分析了微陀螺阻尼类型和计算模型,论述了用于闭环驱动的电磁驱动原理,以及检测所采用的光栅干涉理论。基于以上理论指导,设计一种光栅检测与微机械结构结合的新型微陀螺,振动模态为面内驱动、离面检测,通过模态频率匹配、有限元分析结果显示微陀螺结构灵敏度达到了80nm/°/s;对光栅光学特性进行分析计算得到其效应灵敏度为0.00625mW/nm,电学灵敏度为400mV/mW,得到微陀螺总的灵敏度为105.75mV/°/s。最后对整个微陀螺进行系统级仿真,验证了表头机械模型的可行性,并计算了微陀螺的量程、分辨率和噪声等预期指标。结合微陀螺结构特点和目前的工艺加工能力,研究了光栅检测的微陀螺工艺,设计了微陀螺具体的加工工艺流程和光刻版图,微陀螺的关键技术是微位移的检测,本文初步完成了光栅样品的制备,搭建了光栅检测微位移测试平台,为后续的微陀螺光电测试奠定了良好的实验基础。(本文来源于《中北大学》期刊2019-06-01）
丁希聪[5]（2019）在《基于隧道磁阻检测的微陀螺结构设计与加工》一文中研究指出惯性技术是未来的发展方向,它的发展取决于惯性器件的发展,微机械陀螺是微惯性系统中的核心器件。目前高精度微陀螺的研制一直是我国尚未攻克的难题,其核心技术是哥氏力的检测,随着陀螺器件的微型化,常规电容检测效应由于接口分辨率、工艺加工和寄生电容等问题使得检测分辨率受限,难以实现高精度检测。所以,在发展主流检测的同时大力开展新效应、新原理的微机械陀螺研究。隧道磁阻效应(TMR)是第四代磁传感技术,其产生机理是自旋相关的隧穿效应,有着“灵敏度高、分辨率高、微型化、易检测”的优势,应用于微陀螺中能够克服现有检测原理的不足。本文设计制作了一种基于隧道磁阻效应检测的微陀螺结构,并对隧道磁阻微陀螺进行了灵敏度规划,总的灵敏度为微陀螺结构灵敏度、磁场灵敏度、磁阻灵敏度和电学灵敏度的乘积。对于微陀螺结构灵敏度,在ANSYS软件中对微陀螺结构进行设计和优化,并理论计算了微陀螺结构的空气阻尼和热弹性阻尼,仿真和计算得到微陀螺结构灵敏度为10.8 nm/°/s。对于微陀螺的磁场灵敏度,设计了满足检测磁场要求的回折型通电线圈,在Ansoft Maxwell软件对所设计的通电线圈进行了设计仿真,并采用电镀工艺完成了通电线圈的加工,得到磁场变化率为3×10~-44 Oe/nm。对于磁阻灵敏度,完成了所需的隧道磁阻器件测试,得到磁阻灵敏度为4.26 mV/Oe。对于电学灵敏度,主要来自检测电路对信号的放大,放大倍数为2000。根据动力学方程在SIMULINK中搭建了隧道磁阻微陀螺系统模型,完成了角速率信号的调制解调,得到了隧道磁阻微陀螺的总灵敏度,并对隧道磁阻微陀螺的系统级特性进行了验证。理论分析计算了隧道磁阻微陀螺的关键性能参数,最终得到隧道磁阻微陀螺系统的总灵敏度为27.6 mV/°/s,机械带宽约为12 Hz,噪声分辨率达到0.22°/h/√Hz。本文对所设计的隧道磁阻微陀螺进行了工艺加工和测试,最终得到了微陀螺结构样机和隧道磁阻微陀螺模型样机。对隧道磁阻微陀螺模型样机进行了部分测试,主要包括驱动方向敲击测试和检测方向敲击测试,证明微陀螺结构可动。隧道磁阻微陀螺模型样机驱动方向的谐振频率为6853 Hz,品质因数(Q值)为571.1;检测方向谐振频率为6854 Hz,品质因数(Q值)为527.3。最终,测试得到的微陀螺结构灵敏度为15.3 nm/°/s,与理论基本一致。(本文来源于《中北大学》期刊2019-05-23）
王威,崔敏,李孟委,张鹏,梁洲鑫[6]（2019）在《纳米光栅微陀螺前置放大电路的设计与分析》一文中研究指出针对纳米光栅微陀螺输出微安甚至皮安级的微弱电流信号,设计微弱电流信号的前置放大电路,研究微弱电流信号检测与电路稳定性的理论,提出一种低成本、低噪声、高信噪比的微弱电流检测方法,即高阻型的I-V转化法,并给出高阻型I-V转化电路的响应带宽计算公式以及电路稳定性的分析方法。通过搭建测试台,对电路性能及功能进行实际测试。实验结果表明:该电路可对皮安级的微弱电流信号进行检测放大,电路灵敏度为10 mV/pA,最大检测误差为1.5%(当输入微弱电流值>10 pA时),满足纳米光栅微陀螺的微弱电流检测的需求。(本文来源于《中国测试》期刊2019年04期）
郝淑英,孟思,张琪昌,张昆鹏,冯晶晶[7]（2019）在《基于响应面法和遗传算法的多自由度微陀螺性能优化》一文中研究指出为了兼顾微陀螺的灵敏度和带宽,实现其性能优化,将特征提取、响应面法与遗传算法相结合,提出了一种基于灵敏度和带宽最优化的优化设计方法。该方法基于特征提取确定设计变量及约束条件。通过BBD(Box-Behnken Design)方法采样,结合最小二乘法构建微陀螺灵敏度和带宽的响应面近似模型,运用多目标遗传算法对响应面模型进行优化。通过计算Pareto前沿最优解获得一系列优化方案,可同时将灵敏度和带宽分别提升19%和12%,也可在灵敏度不变的前提将带宽拓展78%,可根据实际需要选择不同的优化方案。对原设计和优化方案进行仿真对比,验证了优化设计结果的正确性。采用该方法对多自由度微陀螺的性能进行分析和优化,能在大大提高优化效率的同时有效提高灵敏度与带宽,为微陀螺的优化设计提供一种新思路。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年04期）
丁希聪,李孟委,秦世洋[8]（2019）在《隧道磁阻微陀螺结构设计与加工》一文中研究指出微机械陀螺的核心技术是微弱柯氏力的检测,而常规的微弱柯氏力检测水平已达到极限.本文设计了一款新颖的基于隧道磁阻效应检测的面内微陀螺结构,利用隧道磁阻效应的高灵敏特性来实现微弱柯氏力的高灵敏检测.阐述了隧道磁阻微陀螺的工作原理,分析了微陀螺的动力学方程,完成了微陀螺结构设计、工艺加工及测试.测试结果表明:微陀螺驱动方向和检测方向谐振频率分别为6 853Hz和6 854Hz,与理论仿真基本一致;微陀螺驱动方向Q值为571.1,检测方向Q值为527.3,结构灵敏度为15.3nm/°/s.(本文来源于《中北大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
季奇波,张印强,杨波,李丽娟,刘琴[9]（2019）在《四质量硅微陀螺阵列的正交误差校正系统分析》一文中研究指出为了减小正交误差对硅微阵列陀螺仪测量精度的影响,提高系统性能,采用自适应模糊PID控制和正交耦合刚度校正法研究硅微阵列陀螺仪的正交误差校正问题。首先,分析了硅微阵列陀螺仪正交误差的产生原因及其对系统性能的影响;其次,阐述了基于静电结构耦合效应的正交耦合刚度校正法的工作原理,设计了校正电极;最后,基于自适应模糊PID控制设计了正交误差校正系统,根据系统不同的偏差E和偏差率Ec实现了PID参数的自整定。Simulink仿真结果表明基于自适应模糊PID的正交误差校正系统的动态响应速度是常规PID的3倍,超调量是常规PID的十分之一,有效地实现了正交误差校正,提高了系统的自适应性。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2019年01期）
李伟雄[10]（2019）在《双驱动双检测微陀螺刚度非线性下的动力学特性及其时滞反馈研究》一文中研究指出MEMS微陀螺仪是采用微机电系统加工技术和测控技术研制的一类用来测量角速度和角位移的惯性器件,以体积小、功耗低、可靠稳定等优点被广泛应用于军用和民用等众多领域。传统的单自由度微机械陀螺是通过让驱动和检测模态的固有频率相互匹配来提高其机械灵敏度,然而却导致了带宽和鲁棒性的大幅降低。为了解决单自由度微陀螺固有的设计缺陷,通过增加驱动和检测模态自由度数的方法被相继提出。另一方面,微陀螺这种高精度的动态传感器中结构的几何非线性度较高,工作中会呈现出非线性动态特性。因此开展刚度非线性下多自由度微陀螺的动力学行为以及控制问题的研究,对于提高多自由度微陀螺研发水平、拓宽微陀螺应用领域具有显着的指导意义。本文采用理论求解和数值仿真相结合的方法,以双驱动双检测四自由度微陀螺为研究对象,研究主共振和1:1内共振条件下刚度非线性对系统响应幅值和固有频率飘移的影响机理,以及时滞速度、位移反馈控制对含刚度非线性的四自由度微陀螺动态性能的控制作用,研究成果可为控制或消除刚度非线性对多自由度微陀螺动态性能及稳定性的影响提供理论依据。为对比立方非线性刚度和线性刚度对双驱动双检测微陀螺输出信号的影响规律,首先采用复指数法对微陀螺动力学方程进行求解;其次采用多尺度法对微陀螺高维非线性动力学方程进行摄动分析,探究刚度非线性以及系统参数对共振幅频曲线、共振频率、灵敏度和输出带宽的影响规律;最后通过局部分岔理论分析环境和结构参数扰动对系统动态性能的影响。研究发现,非线性导致的幅值跳跃、多稳态解等不稳定现象均发生在输出带宽外,对带宽内灵敏度影响很小;不同主共振参数下,检测模态的能量转移情况与驱动二类似,内共振参数的改变会对系统幅值的响应情况产生较大的影响;对微陀螺非线性系统的局部分岔研究发现,连接解耦框架的微梁的刚度系数和静电驱动力幅值对参数扰动起着主要作用。对含有刚度非线性的四自由度微陀螺系统进行了时滞速度反馈控制下的动力学行为研究,通过多尺度法对微陀螺受控系统的动力学方程进行摄动求解,分析了速度反馈增益和时滞参数对微陀螺输出响应的影响。研究发现,速度反馈增益在零时滞量时对系统输出响应幅值仅有调频作用;时间滞后为半周期时,反馈增益对响应幅值具有调阻作用,且与无时滞时的情况相反;时间滞后在半周期和整周期之间时,反馈增益对响应幅值同时具有调频调阻作用。提出了一种利用速度反馈增益调阻作用来控制微陀螺响应幅值的方法,该方法通过协调静电力幅值和速度负反馈增益在稳定微陀螺响应灵敏度的同时提高其灵敏度稳定性削弱非线性影响。对含有刚度非线性的四自由度微陀螺系统进行了时滞位移反馈控制下的动力学行为研究,从频域和时域两个不同角度分析了位移反馈增益和时滞参数对微陀螺输出响应幅值的影响。研究发现,位移反馈增益在无时滞量时,对幅频响应的影响主要表现在对共振频率的调整上;当时间滞后量为半个激励周期时,反馈增益对响应幅值的影响与无时滞量时相反。当时滞量为四分之一个周期或四分之叁个周期时,反馈增益对幅频响应的影响主要表现为对幅值大小的影响。时滞参数对微陀螺输出响应在时域范围内的影响直观地表现在对响应时间上,根据增益的取值来控制响应达到稳态振幅所需的时间,位移反馈增益的作用直观地表现在对响应振幅的影响。反馈控制参数的出现可能导致系统原本存在多稳态振幅处的响应变成单稳态响应,但也可能出现类似混沌的复杂周期运动以及概周期运动等新的运动情况。(本文来源于《天津理工大学》期刊2019-01-01）
微陀螺论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
驱动刚度非线性的存在会导致幅频曲线出现典型的非线性硬化特性,从而影响双检测微陀螺检测输出信号和灵敏度的稳定性。为对比线性刚度和非线性刚度对微陀螺检测输出的影响规律,首先求解线性刚度下系统的稳态响应,其次采用多尺度法求解非线性动力学方程的近似周期解,并考虑科氏力对检测输出的影响,在此基础上探讨驱动刚度立方非线性对双检测微陀螺系统主共振的幅频曲线、共振频率、灵敏度的影响规律。研究发现:驱动模态共振频率与刚度非线性及振动峰值密切相关;刚度非线性越强,固有频率的漂移量对振幅的变化就越敏感。较弱的驱动刚度非线性就会导致检测一和检测二在驱动模态频率处的幅值大幅下降,由此对微陀螺的输出信号产生极大影响,降低了微陀螺检测信号的稳定性,并与基于线性设计的灵敏度值产生极大的偏差。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微陀螺论文参考文献
[1].王玉朝,王永,孟冰,王刚,熊恒.高精度音叉式硅微陀螺研制进展[C].2019年（第四届）中国航空科学技术大会论文集.2019
[2].郝淑英,李伟雄,李会杰,张琪昌,冯晶晶.驱动刚度非线性对双检测微陀螺性能的影响[J].振动与冲击.2019
[3].何杰,朴继军,朱玲瑞,袁小平,胡少勤.先进微陀螺器件及微惯性测量单元最新研究进展[J].压电与声光.2019
[4].耿浩.基于光栅检测的微陀螺设计与研究[D].中北大学.2019
[5].丁希聪.基于隧道磁阻检测的微陀螺结构设计与加工[D].中北大学.2019
[6].王威,崔敏,李孟委,张鹏,梁洲鑫.纳米光栅微陀螺前置放大电路的设计与分析[J].中国测试.2019
[7].郝淑英,孟思,张琪昌,张昆鹏,冯晶晶.基于响应面法和遗传算法的多自由度微陀螺性能优化[J].传感技术学报.2019
[8].丁希聪,李孟委,秦世洋.隧道磁阻微陀螺结构设计与加工[J].中北大学学报(自然科学版).2019
[9].季奇波,张印强,杨波,李丽娟,刘琴.四质量硅微陀螺阵列的正交误差校正系统分析[J].仪表技术与传感器.2019
[10].李伟雄.双驱动双检测微陀螺刚度非线性下的动力学特性及其时滞反馈研究[D].天津理工大学.2019