一种新型三自由度谐振式MEMS陀螺

针对谐振式MEMS陀螺检测带宽与检测灵敏度相矛盾的问题,根据两质量块谐振器具有对机械位移放大的特点,提出了一种新型结构的谐振式MEMS陀螺,采用单自由度驱动、双自由度检测,驱动模态谐振频率落在检测模态两个质量块谐振频率叠加形成的平坦区域内,有效增加了陀螺检测带宽,提高了陀螺的抗干扰性能。建立了新型谐振式MEMS陀螺结构动力学模型,对陀螺结构进行有限元仿真分析,在常压环境下对陀螺结构进行测试。结果表明,该结构有效增加陀螺检测带宽,改善了陀螺的抗干扰性能,克服了由于工艺加工精度不足带来的陀螺结构不对称所引起的误差,降低了对加工工艺和加工精度的要求。     

三轴光纤陀螺捷联姿态解算与漂移补偿研究

研究了三轴正交捷联光纤陀螺（FOG）在移动卫星通信天线稳定和精确指向中的应用。针对三轴FOG角增量输出,首先建立四元数微分方程并实时求解,实现了考虑地球自转补偿的捷联姿态解算方法。其次,将FOG输出漂移分为零偏、温度漂移和随机漂移分别进行补偿研究。基于预测控制DMC算法进行随机漂移的实时补偿;建立多项式模型并进行回归分析实现温度漂移的补偿。通过试验表明,捷联姿态解算方法正确。补偿后,FOG的输出漂移大大减小。     

谐振式空心光子带隙光纤陀螺中的光克尔效应

谐振式光纤陀螺(PROG)采用空心光子带隙(HCPBG)光纤后,光克尔效应引入的系统漂移将会与普通单模光纤(SMF)谐振式陀螺系统中的有所不同。为了研究谐振式空心光子带隙光纤陀螺中光克尔效应的变化情况,采用光场叠加的方法,从理论上分析谐振式空心光子带隙光纤陀螺中的光克尔效应,同时针对光克尔效应引入的系统漂移进行了数值仿真,并且与普通单模光纤谐振腔陀螺中的光克尔效应进行对比。理论计算表明,采用空心光子带隙光纤的谐振式光纤陀螺比采用普通单模光纤谐振式陀螺的光克尔效应有明显的降低,在光源线宽不变时,不同光纤环长度对应的光克尔效应引起的旋转角速度漂移前者比后者降低了1~2个数量级。     

电磁驱动电容检测微机械陀螺的设计

介绍了一种电磁驱动电容检测微机械陀螺的结构和工作原理。该陀螺的突出优点在于驱动和检测采用了相互独立的折叠梁和振动质量 ,故驱动和检测间的耦合大大地减小。本文从理论上分析了折叠梁结构参数对振动模态频率的影响 ,并针对初步确定的结构尺寸 ,利用COVENTERWARE软件进行了静力学和动力学分析 ,对理论计算结果进行了验证     

核磁共振陀螺反馈环路中滤波器的影响研究

为了分析核磁共振陀螺中129Xe自旋振荡器的振幅和频率特性,建立了相应的半经典模型,其中分别采用密度矩阵和经典电磁理论描述核自旋系综和反馈系统。然后,根据自激振荡的自洽条件推导了用于描述自旋振荡器的振荡方程。进一步,利用旋转波近似和慢变振幅近似将振荡方程化简为自洽方程组,它由分别用于描述自旋振荡器振幅和频率的振幅方程和频率方程构成。基于上述自旋振荡器的半经典模型,研究了带通滤波器对自旋振荡器振幅和频率的影响。仿真结果表明,对核磁共振陀螺的典型参量,反馈环路设计不当导致的自旋振荡器频移可达亚μHz。该研究对提高基于自旋振荡器的核磁共振陀螺性能具有一定的参考价值。     

陀螺测斜系统数据通信软件模块的设计与实现

数据通信模块在传统陀螺测斜系统中具有非常重要的作用,但由于用户或者系统升级的需求,陀螺测斜系统经常需要较大的改动。为了解决系统频繁改动的问题,采用了动态链接库的技术对原有数据通信模块进行了改进,整个模块采用面向对象的程序设计实现,提高了软件系统整体的可扩展性。实验结果表明,改进后的系统比传统的系统具有结构清晰、工作稳定可靠的优点。     

磁悬浮转子微陀螺的微细加工工艺研究

介绍了磁悬浮转子微陀螺的工作原理及有关的微细加工工艺。磁悬浮转子微陀螺的平面线圈是采用光刻、电镀及溅射等微细加工方法来实现的,微转子的加工有冲压、蒸铝沉积等方法,其中冲压能得到质量较好的微转子;上壳体采用体硅腐蚀来制作。初步的实验表明该方案是行之有效的。     

压电陀螺随机漂移的建模与补偿

陀螺随机漂移是衡量陀螺仪精度的重要指标之一,对陀螺的随机漂移进行辨识与建模研究可对随机漂移作一定的补偿,提高陀螺的精度。利用小波多分辨率分析和假设检验的方法,在对某型压电陀螺随机漂移的实测数据进行预处理的基础上建立了时间序列模型,并在计算机上对卡尔曼滤波补偿随机漂移进行了仿真,结果证实了该模型的有效性。     

消除机械抖动激光陀螺闭锁误差的方法

理论分析了机械抖动激光陀螺(MDRLG)闭锁误差产生的原因,给出了闭锁误差与输入角速率、机械抖动频率和机械抖动幅度的关系。针对激光陀螺读出电路整脉冲计数解调的缺陷,提出了用抛物线方程描述激光陀螺输出信号零速率点的相位特征来补偿丢失的小角速率信息,并且利用激光陀螺零速率点相位的正弦值和余弦值以及零速率点相位的二阶导数进行闭锁误差补偿的新方法。仿真实验结果表明,在整周期采样过程中,激光陀螺最大输出误差由原来的6．25％减小到0．622％,有效地减小了闭锁误差,提高了激光陀螺的检测精度。同时该方法也使激光陀螺输出信号具有良好的稳定性和重复性。     

Tunable All-Optical Microwave Filters Based on Fiber Loop and Chirped Fiber Bragg Gratings

All-optical microwave filters are important parts of fiber-optic microwave/millimeter wave processing systems. In this paper, two novel passive tunable all-optical microwave filters based on fiber loop and chirped fiber Bragg gratings (CFBGs) are demonstrated, where the frequency response of the both filters can be continuously tuned by adjusting the wavelength of the input light. The required free spectral range (FSR) of the filters can be obtained by carefully controlling the length of fiber loop and the positions of the CFBGs in the fiber loop. Experimental results prove the feasibility of the proposed filtering structures.