[發(fā)明專利]用于硅微機(jī)械陀螺的零偏穩(wěn)定性提升方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210240514.5
• 申請(qǐng)日: 2012-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102759365A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖定邦;吳學(xué)忠;胡小平;蘇劍彬;陳志華;侯占強(qiáng);張旭;劉學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01C19/5684
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅微機(jī)械陀螺領(lǐng)域，具體涉及一種用于硅微機(jī)械陀螺的零偏穩(wěn)定性提升方法及裝置。

背景技術(shù)

微機(jī)械陀螺是測(cè)量物體相對(duì)慣性空間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置，是慣性制導(dǎo)系統(tǒng)必不可少的角速度敏感元件，微機(jī)械陀螺的輸出信號(hào)經(jīng)放大、校正、功率放大后，用于驅(qū)動(dòng)載體或平臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定控制和導(dǎo)航控制。微機(jī)械陀螺的微結(jié)構(gòu)采用體硅或表面硅加工工藝制作而成，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)端的振動(dòng)利用哥氏力效應(yīng)耦合到敏感端來(lái)檢測(cè)角速度。

如圖1所示，硅微機(jī)械陀螺一般由支撐梁和質(zhì)量塊組成，多采用靜電驅(qū)動(dòng)、電容檢測(cè)的形式。硅微機(jī)械陀螺包括兩個(gè)工作模態(tài)：驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)。質(zhì)量塊在驅(qū)動(dòng)靜電力的作用下沿驅(qū)動(dòng)軸方向(x軸)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，稱為驅(qū)動(dòng)模態(tài)；當(dāng)沿著角速度輸入方向(z軸)存在角速度信號(hào)時(shí)，由哥氏力效應(yīng)產(chǎn)生的哥氏力使得檢測(cè)質(zhì)量塊在檢測(cè)軸方向(y軸)產(chǎn)生振動(dòng)，稱為檢測(cè)模態(tài)。檢測(cè)模態(tài)敏感電容變化量與輸入角速度成正比，通過(guò)C-V轉(zhuǎn)化后即可通過(guò)測(cè)量該電壓信號(hào)從而獲得輸入角速度的信息，兩個(gè)模態(tài)都可以采用質(zhì)量-彈簧-阻尼的二階系統(tǒng)建模。圖1中，c_s為檢測(cè)模態(tài)的阻尼、c_d為驅(qū)動(dòng)模態(tài)的阻尼、k_s為檢測(cè)模態(tài)的剛度、k_d為驅(qū)動(dòng)模態(tài)的剛度。

考慮驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)采用同一質(zhì)量塊，硅微機(jī)械陀螺的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程為：

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