石英陀螺分析及其在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用

第1章 石英MEMS陀螺儀基礎(chǔ)
1．1 發(fā)展背景及意義
1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1．2．1 MEMS慣性器件的發(fā)展現(xiàn)狀
1．2．2 MEMS慣性器件誤差分析及建模、補(bǔ)償技術(shù)研究現(xiàn)狀
1．2．3 MEMS慣性器件參數(shù)測試、標(biāo)定方法研究現(xiàn)狀
1．2．4 MIMU系統(tǒng)集成技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1．3 石英材料的物理性能
1．3．1 微慣傳感器對(duì)材料的要求
1．3．2 石英晶體的壓電效應(yīng)
1．3．3 石英晶體的溫度特性
1．4 石英MEMS陀螺儀組成原理
1．4．1 Coriolis加速度
1．4．2 石英陀螺工作原理
1．4．3 石英陀螺微結(jié)構(gòu)
1．5 石英音叉彎曲振動(dòng)方程
1．5．1 波動(dòng)方程及其本征模
1．5．2 壓電梁分析
1．6 石英MEMS陀螺儀的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與敏感信號(hào)
1．6．1 驅(qū)動(dòng)音叉諧振位移信號(hào)
1．6．2 哥氏力引起的敏感音叉輸出信號(hào)
1．7 石英MEMS陀螺儀的驅(qū)動(dòng)電路和檢測電路
1．7．1 LCG50驅(qū)動(dòng)電路
1．7．2 LCG50檢測電路
1．8 主要內(nèi)容及全書結(jié)構(gòu)安排
第2章 石英MEMS陀螺周期性誤差的實(shí)驗(yàn)分析與建模方法
2．1 引言
2．2 MEMS慣性器件誤差建模與辨識(shí)方法分析
2．2．1 MEMS陀螺儀漂移誤差模型
2．2．2 MEMS陀螺儀誤差辨識(shí)方法分析
2．3 MEMS陀螺儀短時(shí)漂移特性實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)
2．3．1 實(shí)驗(yàn)測試對(duì)象選擇
2．3．2 實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)建設(shè)
2．3．3 實(shí)驗(yàn)測試方法
2．4 石英MEMS陀螺漂移中周期性誤差的測試方法與實(shí)驗(yàn)
2．4．1 低頻采樣測試實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
2．4．2 高頻采樣測試實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
2．4．3 不同采樣頻率下周期性誤差的特性分析
2．5 石英MEMS陀螺漂移周期性誤差機(jī)理分析
2．5．1 LCG50系列石英MEMS陀螺的工作原理
2．5．2 石英MEMS陀螺輸出信號(hào)的周期特性分析
2．6 周期性誤差項(xiàng)的初步標(biāo)定方法
2．6．1 頻率的初標(biāo)定方法
2．6．2 振幅和初相位角的確定方法
2．7 基于初標(biāo)定的周期性誤差離線補(bǔ)償方法及實(shí)驗(yàn)
2．8 基于初標(biāo)定的周期性誤差在線補(bǔ)償方法及實(shí)驗(yàn)
2．9 石英MEMS陀螺漂移周期性誤差傳遞原理
2．9．1 誤差分析理論的應(yīng)用方法研究與誤差傳遞系數(shù)
2．9．2 頻率誤差在補(bǔ)償精度中的重要性
2．10 周期性誤差頻率的精確標(biāo)定方法
2．11 幅值和初相位的精標(biāo)定方法
2．11．1 幅值精標(biāo)定方法
2．11．2 初相位精標(biāo)定方法
2．12 基于精標(biāo)定的周期性誤差離線補(bǔ)償方法及實(shí)驗(yàn)
2．13 基于精標(biāo)定的周期性誤差在線補(bǔ)償方法及實(shí)驗(yàn)
2．14 本章小結(jié)
第3章 MEMS陀螺周期性誤差補(bǔ)償方法
3．1 引言
3．2 SINS中MEMS慣性器件的補(bǔ)償特點(diǎn)
3．2．1 器件誤差補(bǔ)償特點(diǎn)
3．2．2 器件輸出與捷聯(lián)解算間的頻率匹配問題
3．3 常用方法在MEMS陀螺周期性誤差補(bǔ)償中的缺陷
3．3．1 帶阻數(shù)字濾波器缺陷
3．3．2 數(shù)據(jù)平滑法抑制周期性誤差的缺陷
3．3．3 高頻率采樣數(shù)據(jù)平滑法的無效性
3．4 基于時(shí)域函數(shù)表達(dá)式的周期性誤差補(bǔ)償思路
3．5 在線直接補(bǔ)償方法及其實(shí)時(shí)性技術(shù)難點(diǎn)
3．5．1 在線直接補(bǔ)償法的數(shù)學(xué)表示與實(shí)驗(yàn)
3．5．2 巨大運(yùn)算量及實(shí)時(shí)性影響
3．6 周期性誤差的快速補(bǔ)償原理及實(shí)驗(yàn)
3．6．1 周期性誤差快速補(bǔ)償思路的提出
3．6．2 快速補(bǔ)償法的實(shí)時(shí)性提高方法分析與實(shí)驗(yàn)
3．7 直接補(bǔ)償法和快速補(bǔ)償法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果
3．7．1 原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平滑實(shí)驗(yàn)
3．7．2 直接補(bǔ)償法的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)及分析
3．7．3 快速補(bǔ)償法實(shí)驗(yàn)分析及其精度振蕩發(fā)散問題
3．8 先平后補(bǔ)法中精度振蕩發(fā)散的機(jī)理
3．8．1 精度振蕩發(fā)散機(jī)理的分析方法
3．8．2 數(shù)據(jù)平滑中頻率誤差的傳遞特性
3．8．3 數(shù)據(jù)平滑過程影響頻率穩(wěn)定性的機(jī)理分析
3．9 數(shù)據(jù)平滑影響頻率穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究及結(jié)果
3．9．1 數(shù)據(jù)平滑過程與頻率穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3．9．2 數(shù)據(jù)平滑過程與頻率穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3．10 一種快速高精度補(bǔ)償方法與實(shí)驗(yàn)
3．10．1 一種快速高精度補(bǔ)償方法的提出
3．10．2 補(bǔ)償過程數(shù)學(xué)表示方法的轉(zhuǎn)換及其物理含義
3．10．3 折算公式及其特征參數(shù)的確定方法研究
3．10．4 快速高精度補(bǔ)償法的特點(diǎn)
3．11 快速高精度補(bǔ)償法補(bǔ)償效果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析
3．12 快速高精度補(bǔ)償法與其他方法補(bǔ)償效果的實(shí)驗(yàn)比較
3．12．1 精度比較
3．12．2 運(yùn)算量比較
3．13 本章小結(jié)
第4章 MEMS陀螺標(biāo)度因數(shù)與輸入軸失準(zhǔn)角解耦測試方法
4．1 引言
4．2 MEMS慣性器件的測試、標(biāo)定技術(shù)
4．3 MEMS陀螺標(biāo)度因數(shù)與輸入軸失準(zhǔn)角耦合問題
4．3．1 標(biāo)度因數(shù)與輸入軸失準(zhǔn)角的傳統(tǒng)測試方法分析
4．3．2 標(biāo)度因數(shù)與輸入軸失準(zhǔn)角測試耦合機(jī)理
4．3．3 標(biāo)度因數(shù)與輸入軸失準(zhǔn)角的耦合誤差
4．4 MEMS陀螺儀解耦測試方法
4．4．1 參數(shù)解耦測試方法的提出與理論分析
4．4．2 考慮失準(zhǔn)角真實(shí)方向的解耦測試原理
4．4．3 考慮正交分量互相影響的解耦測試原理
4．5 非線性解耦測試方程組的數(shù)值求解方法
4．6 MEMS陀螺解耦測試方法的實(shí)驗(yàn)與仿真
4．6．1 實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)分析和仿真方法
4．6．2 考慮量測噪聲的半物理仿真結(jié)果分析
4．6．3 理想狀態(tài)下的計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果
4．6．4 實(shí)驗(yàn)與仿真分析結(jié)論
4．7 MEMS陀螺解耦測試方法的實(shí)驗(yàn)
4．7．1 應(yīng)用解耦測試原理的測試標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
4．7．2 消除夾具誤差算法的實(shí)驗(yàn)方法
4．7．3 一種簡易高效的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
4．8 基于精密安裝基準(zhǔn)的大輸入軸失準(zhǔn)角修正技術(shù)
4．8．1 大輸入軸失準(zhǔn)角的特性分析
4．8．2 精密安裝基準(zhǔn)體設(shè)計(jì)與失準(zhǔn)角修正技術(shù)
4．8．3 精密安裝基準(zhǔn)體的功能分析
4．8．4 MIMU中LCG50精密安裝基準(zhǔn)體的應(yīng)用
4．9 本章小結(jié)
第5章 測控系統(tǒng)中的MIMU設(shè)計(jì)及其應(yīng)用技術(shù)
5．1 引言
5．2 微小型運(yùn)載體測控MIMU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
5．2．1 設(shè)計(jì)微小型運(yùn)載體的測控MIMU系統(tǒng)技術(shù)要求
5．2．2 微小型運(yùn)載體MIMU組成器件的分析與選型
5．2．3 測控系統(tǒng)的MIMU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
5．3 微小飛行器的T型測控MIMU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
5．3．1 現(xiàn)有測控MIMU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)及其缺陷分析
5．3．2 T型支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)技術(shù)
5．3．3 基于ADXRS300和T型支撐結(jié)構(gòu)的MIMU設(shè)計(jì)
5．3．4 微小飛行器T型結(jié)構(gòu)MIMU的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
5．4 T型結(jié)構(gòu)測控MIMU設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用技術(shù)
5．4．1 基于LCG50和T型支撐結(jié)構(gòu)的MIMU設(shè)計(jì)
5．4．2 基于CRSO3和T型支撐結(jié)構(gòu)的MIMU設(shè)計(jì)
5．5 T型MIMU支撐結(jié)構(gòu)的材料選型與分析
5．6 測控MIMU系統(tǒng)的T型支撐結(jié)構(gòu)性能分析方法研究
5．6．1 建立T型支撐結(jié)構(gòu)的有限元分析模型
5．6．2 MIMU結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)特性分析
5．6．3 測控系統(tǒng)MIMU結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析
5．7 微小型運(yùn)載體測控MIMU系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法
5．7．1 測控MIMU系統(tǒng)可靠性的研究內(nèi)容與設(shè)計(jì)方法分析
5．7．2 基于器件差分安裝應(yīng)用方法的測控MIMU設(shè)計(jì)技術(shù)
5．7．3 高速自轉(zhuǎn)微小型運(yùn)載體的框架式測控MIMU設(shè)計(jì)技術(shù)
5．8 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
縮略語及主要符號(hào)
參考文獻(xiàn)