石英陀螺分析及其在測控系統(tǒng)中的應用

第1章 石英MEMS陀螺儀基礎
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、補償技術(shù)研究現(xiàn)狀
1．2．3 MEMS慣性器件參數(shù)測試、標定方法研究現(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 微慣傳感器對材料的要求
1．3．2 石英晶體的壓電效應
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 石英音叉彎曲振動方程
1．5．1 波動方程及其本征模
1．5．2 壓電梁分析
1．6 石英MEMS陀螺儀的驅(qū)動信號與敏感信號
1．6．1 驅(qū)動音叉諧振位移信號
1．6．2 哥氏力引起的敏感音叉輸出信號
1．7 石英MEMS陀螺儀的驅(qū)動電路和檢測電路
1．7．1 LCG50驅(qū)動電路
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驗分析與建模方法
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陀螺儀誤差辨識方法分析
2．3 MEMS陀螺儀短時漂移特性實驗方法與設計
2．3．1 實驗測試對象選擇
2．3．2 實驗測試系統(tǒng)建設
2．3．3 實驗測試方法
2．4 石英MEMS陀螺漂移中周期性誤差的測試方法與實驗
2．4．1 低頻采樣測試實驗及結(jié)果分析
2．4．2 高頻采樣測試實驗及結(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陀螺輸出信號的周期特性分析
2．6 周期性誤差項的初步標定方法
2．6．1 頻率的初標定方法
2．6．2 振幅和初相位角的確定方法
2．7 基于初標定的周期性誤差離線補償方法及實驗
2．8 基于初標定的周期性誤差在線補償方法及實驗
2．9 石英MEMS陀螺漂移周期性誤差傳遞原理
2．9．1 誤差分析理論的應用方法研究與誤差傳遞系數(shù)
2．9．2 頻率誤差在補償精度中的重要性
2．10 周期性誤差頻率的精確標定方法
2．11 幅值和初相位的精標定方法
2．11．1 幅值精標定方法
2．11．2 初相位精標定方法
2．12 基于精標定的周期性誤差離線補償方法及實驗
2．13 基于精標定的周期性誤差在線補償方法及實驗
2．14 本章小結(jié)
第3章 MEMS陀螺周期性誤差補償方法
3．1 引言
3．2 SINS中MEMS慣性器件的補償特點
3．2．1 器件誤差補償特點
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 基于時域函數(shù)表達式的周期性誤差補償思路
3．5 在線直接補償方法及其實時性技術(shù)難點
3．5．1 在線直接補償法的數(shù)學表示與實驗
3．5．2 巨大運算量及實時性影響
3．6 周期性誤差的快速補償原理及實驗
3．6．1 周期性誤差快速補償思路的提出
3．6．2 快速補償法的實時性提高方法分析與實驗
3．7 直接補償法和快速補償法的實驗驗證與結(jié)果
3．7．1 原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平滑實驗
3．7．2 直接補償法的補償實驗及分析
3．7．3 快速補償法實驗分析及其精度振蕩發(fā)散問題
3．8 先平后補法中精度振蕩發(fā)散的機理
3．8．1 精度振蕩發(fā)散機理的分析方法
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)定性的機理分析
3．9 數(shù)據(jù)平滑影響頻率穩(wěn)定性的實驗研究及結(jié)果
3．9．1 數(shù)據(jù)平滑過程與頻率穩(wěn)定性的實驗驗證
3．9．2 數(shù)據(jù)平滑過程與頻率穩(wěn)定性的實驗結(jié)果分析
3．10 一種快速高精度補償方法與實驗
3．10．1 一種快速高精度補償方法的提出
3．10．2 補償過程數(shù)學表示方法的轉(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 快速高精度補償法的特點
3．11 快速高精度補償法補償效果的實驗驗證及分析
3．12 快速高精度補償法與其他方法補償效果的實驗比較
3．12．1 精度比較
3．12．2 運算量比較
3．13 本章小結(jié)
第4章 MEMS陀螺標度因數(shù)與輸入軸失準角解耦測試方法
4．1 引言
4．2 MEMS慣性器件的測試、標定技術(shù)
4．3 MEMS陀螺標度因數(shù)與輸入軸失準角耦合問題
4．3．1 標度因數(shù)與輸入軸失準角的傳統(tǒng)測試方法分析
4．3．2 標度因數(shù)與輸入軸失準角測試耦合機理
4．3．3 標度因數(shù)與輸入軸失準角的耦合誤差
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 考慮失準角真實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驗與仿真
4．6．1 實驗特點分析和仿真方法
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)下的計算機仿真結(jié)果
4．6．4 實驗與仿真分析結(jié)論
4．7 MEMS陀螺解耦測試方法的實驗
4．7．1 應用解耦測試原理的測試標定實驗
4．7．2 消除夾具誤差算法的實驗方法
4．7．3 一種簡易高效的實驗裝置設計
4．8 基于精密安裝基準的大輸入軸失準角修正技術(shù)
4．8．1 大輸入軸失準角的特性分析
4．8．2 精密安裝基準體設計與失準角修正技術(shù)
4．8．3 精密安裝基準體的功能分析
4．8．4 MIMU中LCG50精密安裝基準體的應用
4．9 本章小結(jié)
第5章 測控系統(tǒng)中的MIMU設計及其應用技術(shù)
5．1 引言
5．2 微小型運載體測控MIMU結(jié)構(gòu)設計特點
5．2．1 設計微小型運載體的測控MIMU系統(tǒng)技術(shù)要求
5．2．2 微小型運載體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)設計準則
5．3 微小飛行器的T型測控MIMU結(jié)構(gòu)設計方法
5．3．1 現(xiàn)有測控MIMU結(jié)構(gòu)設計技術(shù)及其缺陷分析
5．3．2 T型支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)型設計技術(shù)
5．3．3 基于ADXRS300和T型支撐結(jié)構(gòu)的MIMU設計
5．3．4 微小飛行器T型結(jié)構(gòu)MIMU的設計特點
5．4 T型結(jié)構(gòu)測控MIMU設計方法的應用技術(shù)
5．4．1 基于LCG50和T型支撐結(jié)構(gòu)的MIMU設計
5．4．2 基于CRSO3和T型支撐結(jié)構(gòu)的MIMU設計
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 微小型運載體測控MIMU系統(tǒng)的可靠性設計方法
5．7．1 測控MIMU系統(tǒng)可靠性的研究內(nèi)容與設計方法分析
5．7．2 基于器件差分安裝應用方法的測控MIMU設計技術(shù)
5．7．3 高速自轉(zhuǎn)微小型運載體的框架式測控MIMU設計技術(shù)
5．8 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
縮略語及主要符號
參考文獻