导读:本文包含了陀螺振子论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钟形振子式角速率陀螺,钟形振子,振型函数,有限元方法
陀螺振子论文文献综述
刘宁,苏中[1]（2018）在《钟形振子式角速率陀螺振型特性仿真研究》一文中研究指出针对钟形振子式角速率陀螺(Bell-shaped vibratory angular rate gyro)振子的振型特性进行仿真研究,提出一种金属壳谐振陀螺的振型特性分析方法,并给出求解过程与仿真分析结果。在Kirchhoff-Love假设的前提下,通过数值解析方法,求解出钟形振子的振型函数,找到钟形振子基本低阶振型的分布规律;通过与有限元仿真结果进行综合分析,对钟形振子振型特性进行总体评估,有效的分析了钟形振子的振型特性。通过理论推导与仿真分析相结合的方式,验证了理论推动振型函数的正确性,为钟形振子式角速率陀螺的研制奠定理论基础。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2018年10期）
刘宁[2]（2016）在《钟形振子式角速率陀螺研究》一文中研究指出陀螺是实现载体角速率测量的核心关键部件。在隧道挖掘、矿山开采、地下管线铺设及常规炮弹制导等领域,载体(钻探机构、弹丸等)运动过程中存在高过载、高旋等恶劣环境条件,迫切需要一种抗高过载、大量程的陀螺。本文受中国传统大钟启发,结合金属壳谐振陀螺的工作原理,提出并研制了一种能够满足上述需求的钟形振子式角速率陀螺。本文围绕钟形振子式角速率陀螺的理论建模、钟形振子振动特性分析与结构设计、信号处理方法展开研究,主要工作和创新性内容包括:(1)提出了一种钟形振子式角速率陀螺振子结构,分析了钟形振子的振型与其运动模态,建立了钟形振子的动力学方程,推导出钟形振子的固有频率和进动因数,形成了钟形振子式角速率陀螺的理论基础。(2)分析了钟形振子固有频率、振型进动、抗高过载和机电耦合特性,对钟形振子式角速率陀螺的结构进行设计,提出了钟形振子结构优化指标与约束关系,设计出一种钟形振子结构,实现了钟形振子数学模型到陀螺之间的物理表征,解决了陀螺高过载环境下角速率直接测量的难题。(3)分析了钟形振子式角速率陀螺信号特点,建立了陀螺的等效控制模型,对模型参数进行辨识,针对现有控制与检测方法在高转速条件下的信号解算难题,提出了基于自适应滑模变结构控制器的一体化信号处理方法,解决了陀螺高转速条件下性能保证的难题。(4)设计了钟形振子式角速率陀螺,制作了原理样机,并对样机进行了测试。测试样机量程为±3600°/s、分辨率为0.06°/s、零偏稳定性为7.862°/h、标度因数非线性度为0.118%、抗高过载能力达到12000g,验证了理论分析的正确性。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-05-01）
马晓飞,苏中[3]（2015）在《固体波动陀螺金属振子温度特性研究》一文中研究指出温度性能是制约陀螺精度等性能的一个主要因素,在各类陀螺技术的研究中都备受关注。温度因素对固体波动陀螺性能的影响主要体现在陀螺的测量精度以及零偏,究其根本原因是温度变化对金属振子的振动特性产生了影响。本文分别从理论推导、仿真分析和实验测试方面研究了温度对金属振子振动特性的影响行为,为解决温度对固体波动陀螺性能影响的改善提供了一种新途径。(本文来源于《导航与控制》期刊2015年03期）
刘洪[4]（2015）在《抗高过载锥形振子式角速率陀螺关键技术研究》一文中研究指出随着隧道挖掘、矿山开采、石油勘探、城市地下管线铺设、精确制导武器等领域技术的突飞猛进,迫切需要能够在高过载环境下对运动体角速度进行精确测量的陀螺。本文借鉴中国传统大钟结构,提出了一种抗高过载锥形振子式角速率陀螺。作为陀螺核心敏感元件的锥形振子,其振动特性、抗过载特性、频率裂解等关键特性直接制约锥形振子式角速率陀螺能否实现抗高过载和精度的兼顾。为此,本文围绕锥形振子,开展了以下研究:(1)针对锥形振子的几何特征,分别建立了锥形振子在外部角速度和外部轴向过载作用下的动力学方程。推导出了锥形振子二阶固有频率与进动因子,建立了锥形振子二阶固有频率与振子结构特征参数、外部轴向过载的关系,为研究锥形振子的振动特性和抗过载特性奠定了理论基础。(2)锥形振子的振动特性研究。针对影响陀螺灵敏度和抗干扰能力的锥形振子二阶固有频率和振幅等关键振动特性,在锥形振子材料特性的约束条件下,根据建立的锥形振子在外部角速度作用下的动力学方程,对锥形振子的结构特征参数进行了优化。同时,考虑使得锥形振子的振幅达到最大,建立了激励组件施加于锥形振子的剪切力模型,优化了激励组件的结构参数。(3)锥形振子的抗过载特性研究。针对影响陀螺抗过载能力的锥形振子固有频率和应力等特性,根据建立的锥形振子在外部轴向过载作用下的动力学方程,在锥形振子材料约束条件下,研究了锥形振子结构特征参数对固有频率特性和应力特性的影响,得到了锥形振子的优化结构特征参数。(4)针对影响锥形振子式角速率陀螺精度的锥形振子频率裂解问题,通过将有缺陷的锥形振子等效为振子顶部边缘的质量缺陷,建立了锥形振子的质量缺陷模型。提出了一种非接触频率裂解抑制方法,有效抑制了锥形振子的频率裂解。(5)对锥形振子式角速率陀螺的电路进行了设计,完成了陀螺原理样机的研制,并对样机进行了性能和抗过载能力测试,得到锥形振子式角速率陀螺的零位漂移为0.76°/h,线性度0.7%,分辨率0.05°/s,抗过载能力不低于10000g。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-06-01）
李海涛,苏中[5]（2015）在《钟形振子式角速率陀螺驱动控制技术研究》一文中研究指出钟形振子式角速率陀螺采用压电激励实现驱动模态振动。利用自抗扰控制算法对钟形振子式角速率陀螺的驱动模态进行了分析,通过构建扩张状态观测器,建立了钟形振子的自抗扰驱动控制模型,设计了钟形振子式角速率陀螺驱动模态的自抗扰控制器,使陀螺工作在调谐驱动。该设计能够补偿由加工制造误差以及环境变化等引起的陀螺参数变化,实现陀螺的固定频率谐振驱动,保持陀螺驱动轴输出信号幅值恒定。结合钟形振子式角速率陀螺实际参数,通过仿真和试验对该设计进行了验证,仿真和试验结果验证了该设计的有效性和可行性。(本文来源于《传感技术学报》期刊2015年01期）
杨垒[6]（2014）在《磁致伸缩固体振子微陀螺的设计仿真及其电路研究》一文中研究指出陀螺仪自问世以来，发展迅速，在航空、航天、航海、军事等领域得到广泛的应用。MEMS陀螺采用振动部件，与传统陀螺采用转子部件相比，具有可靠性好、抗冲击力强、体积小、重量轻、成本低等优点，成为陀螺仪发展的又一重要方向。不同于发展成熟的支悬梁-活动质量块结构的振动微陀螺，我们提出了一种基于超磁致伸缩材料块体的固体振子微陀螺，其结构简单，无支撑梁，抗冲击振动能力强；借助于超磁致伸缩材料(GMM)的大应变振动特性，其测量灵敏度高。本文主要从以下几个方面展开研究：1、磁致伸缩固体振子微陀螺的设计和仿真。进行了微陀螺的机械结构设计，其结构由GMM固体振子、平面方形线圈、偏置永磁体和GMR传感器组成。根据磁致伸缩材料数理模型，利用COMSOL有限元分析软件，采用更具扩展性的弱解方程方法计算了振子的振动工作模态，获得固有频率193.178KHz，与传统比拟法193.722KHz相近；对永磁体和通电线圈的空间磁场分布进行了仿真设计。从而为微陀螺的结构参数设计提供指导。2、磁致伸缩固体振子微陀螺的制造。详细阐述了MEMS平面方形线圈的微加工工艺，获得了多种线宽和匝数的微陀螺线圈定子。对GMM固体振子、偏置永磁体和GMR传感器进行了选购。成功组装了长宽高尺寸之和不大于20mm的磁致伸缩固体振子微陀螺表头。3、微陀螺的驱动及检测电路的研究。为微陀螺设计实现了线圈稳流驱动电路和信号检测电路，主要包括实现恒电流输出的线圈驱动电路、GMR磁场信号检测电路和信号解调电路的仿真分析及其PCB板的制作。4、测试实验。对加工完成的方形定子平面线圈的阻抗进行了测量，为微陀螺表头组装中上下定子驱动线圈的配对选取提供了参考。研究了测量磁致伸缩方体振子谐振频率的方法，分别利用加工的定子平面线圈和绕制的线圈进行激励测量，二者结果基本相同，证明了本微陀螺采用双侧平面线圈的激振方式使GMM振子工作在驱动谐振频率上是可行的。最后对微陀螺表头及其测控电路系统进行了整机联调，发现该微陀螺能灵敏地检测输入角速度的变化，证明了本文的设计方案在原理上是可行的。(本文来源于《上海交通大学》期刊2014-01-14）
刘宁,苏中[7]（2013）在《圆杯型陀螺振子特性的仿真分析》一文中研究指出对圆杯型陀螺(Cupped Wave Gyro)振子的特性进行研究,通过有限元分析,分析出振子的固有振动频率和相关振型,找到振子各结构参数对其固有频率影响的规律。通过总结分析,对多参数进行综合选取,提出一种借助于仿真手段进行振子结构参数优化的方法,并给出合理的结构设计参数。最后将该方法与实际应用相结合,加工圆杯型陀螺振子。实验结果证明该方法可行,为实际生产和加工奠定了基础,可推广至一般的固态振动陀螺的参数设计。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2013年07期）
刘宁,苏中,刘洪[8]（2013）在《钟形振子式角速率陀螺敏感机理与检测方法》一文中研究指出针对钟形振子式角速率陀螺的振子振动特性和敏感机理进行研究,得出了一种BVG信号检测方法.采用叁维Ritz方法,建立了理想条件下钟形振子中固体波动的动力学模型;利用相似系统的分析方法,推导出了钟形振子的等效动力学模型.在此基础上,研究振子环形唇缘的振动特性,分析信号产生机理,提出了利用电容传感器和压电传感器的多传感器融合的信号检测方法,并从理论上验证了该方法的合理性.对BVG的系统设计具有一定的借鉴意义.(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2013年06期）
马晓飞,苏中,赵旭,田少欣[9]（2013）在《压电电极对圆杯形陀螺振子振动特性影响分析》一文中研究指出压电电极作为圆杯形谐振陀螺的驱动及检测换能器,直接影响振子的振动特性及陀螺性能。针对合金振子的振动特性,建立了压电电极的机电耦合模型,通过有限元方法重点分析了不同结构尺寸的压电电极对谐振子谐振频率、频率裂解、输出增益及等效应力的影响,得到了优化结构参数(8 mm×2 mm×0.3 mm),并进行了试验验证。结果表明:电极结构变化对谐振子的谐振频率和频率裂解的影响都很小,分别在10 Hz和2 Hz以内,而对输出增益和应力的影响随长、宽、厚有规律变化。研究工作为陀螺电极设计、陀螺性能提高提供了依据。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2013年03期）
都晰翚[10]（2012）在《超磁致伸缩固体振子微陀螺的设计》一文中研究指出超磁致伸缩材料是一种新近发展起来的新型材料,其在传感器和执行器中的应用才刚刚起步,具有很大的开发潜力。微固态陀螺仪是近来的研究热点,其具有无转子的特点,抗冲击能力强。而目前国内还没有人能够想到或设计出把超磁致伸缩材料用在微固态陀螺仪上,在这个方面还是一片空白,基于此,本文首次将超磁致伸缩材料运用在固态微陀螺仪上,利用超磁致伸缩材料的优异特性来设计一种高灵敏度的磁致伸缩固体振子微陀螺仪。本文首先回顾了一下全固态微陀螺仪的发展情况以及超磁致伸缩材料的特点,阐述了超磁致伸缩材料固体振子微陀螺的原理,并设计出其基本结构。随后用ANSYS软件对GMM材料长方体振子的本征模态进行分析求解,观察并找到了沿着X、Y轴伸缩同时沿着Z轴伸缩的模态频率及其振型(第四阶)。还对多层磁致伸缩材料构成的复合长方体振子(磁致伸缩材料薄片由环氧树脂胶粘接而成)的模态进行了分析,发现第一阶振型符合微陀螺的工作模态要求,且其模态频率大为降低,仅为十多kHz。最后用MATLAB软件对产生微陀螺驱动磁场的电磁结构进行了仿真,主要是线圈匝数、线宽、间距和位置,以及永磁体对产生驱动电磁场的计算分析,从而设计出需要选用的材料参数和结构参数,使永磁体产生的偏置磁场能很好地配合平面线圈,使GMM体内的磁场分布均匀。(本文来源于《上海交通大学》期刊2012-01-01）
陀螺振子论文开题报告
（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：
陀螺是实现载体角速率测量的核心关键部件。在隧道挖掘、矿山开采、地下管线铺设及常规炮弹制导等领域,载体(钻探机构、弹丸等)运动过程中存在高过载、高旋等恶劣环境条件,迫切需要一种抗高过载、大量程的陀螺。本文受中国传统大钟启发,结合金属壳谐振陀螺的工作原理,提出并研制了一种能够满足上述需求的钟形振子式角速率陀螺。本文围绕钟形振子式角速率陀螺的理论建模、钟形振子振动特性分析与结构设计、信号处理方法展开研究,主要工作和创新性内容包括:(1)提出了一种钟形振子式角速率陀螺振子结构,分析了钟形振子的振型与其运动模态,建立了钟形振子的动力学方程,推导出钟形振子的固有频率和进动因数,形成了钟形振子式角速率陀螺的理论基础。(2)分析了钟形振子固有频率、振型进动、抗高过载和机电耦合特性,对钟形振子式角速率陀螺的结构进行设计,提出了钟形振子结构优化指标与约束关系,设计出一种钟形振子结构,实现了钟形振子数学模型到陀螺之间的物理表征,解决了陀螺高过载环境下角速率直接测量的难题。(3)分析了钟形振子式角速率陀螺信号特点,建立了陀螺的等效控制模型,对模型参数进行辨识,针对现有控制与检测方法在高转速条件下的信号解算难题,提出了基于自适应滑模变结构控制器的一体化信号处理方法,解决了陀螺高转速条件下性能保证的难题。(4)设计了钟形振子式角速率陀螺,制作了原理样机,并对样机进行了测试。测试样机量程为±3600°/s、分辨率为0.06°/s、零偏稳定性为7.862°/h、标度因数非线性度为0.118%、抗高过载能力达到12000g,验证了理论分析的正确性。
（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。
陀螺振子论文参考文献
[1].刘宁,苏中.钟形振子式角速率陀螺振型特性仿真研究[J].系统仿真学报.2018
[2].刘宁.钟形振子式角速率陀螺研究[D].北京理工大学.2016
[3].马晓飞,苏中.固体波动陀螺金属振子温度特性研究[J].导航与控制.2015
[4].刘洪.抗高过载锥形振子式角速率陀螺关键技术研究[D].北京理工大学.2015
[5].李海涛,苏中.钟形振子式角速率陀螺驱动控制技术研究[J].传感技术学报.2015
[6].杨垒.磁致伸缩固体振子微陀螺的设计仿真及其电路研究[D].上海交通大学.2014
[7].刘宁,苏中.圆杯型陀螺振子特性的仿真分析[J].系统仿真学报.2013
[8].刘宁,苏中,刘洪.钟形振子式角速率陀螺敏感机理与检测方法[J].哈尔滨工程大学学报.2013
[9].马晓飞,苏中,赵旭,田少欣.压电电极对圆杯形陀螺振子振动特性影响分析[J].仪表技术与传感器.2013
[10].都晰翚.超磁致伸缩固体振子微陀螺的设计[D].上海交通大学.2012
标签：钟形振子式角速率陀螺; 钟形振子; 振型函数; 有限元方法;