微机电混合陀螺仪检测电路研究

• 作 者: 朱熙
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 导航仪表 机电陀螺仪 闭环检测 电路设计

微机电混合陀螺仪具有传统动力调谐陀螺仪和硅微机械陀螺仪的优点,为发展中高精度微陀螺仪提供了一条新思路。论文主要研究微机电混合陀螺仪的检测电路,通过研究微机电混合陀螺仪的结构模型、电容调节、动力调谐和工作原理,计算所需要电路参数,设计合理的检测电路。本研究主要内容包括：　　
⑴动力调谐方法和电容调节的研究。对微机电混合陀螺仪工作原理进行研究,着重对其平衡环和转子进行力学分析。在此基础上结合动力调谐陀螺仪的动力调谐原理,介绍微机电混合陀螺仪的特有的动力调谐方法,得出动力调谐方程。确定主要采用调节电刚度实现微机电混合陀螺仪动力调谐。对电刚度进行实验,验证电刚度调节微机电混合陀螺仪动力调谐理论。以电容极板实现信号检测和静电力矩反馈,计算电容器的电容检测和静电力矩反馈的相关系数。　　
⑵信号及接口电路设计。根据微机电混合陀螺仪对载波信号和偏置电压的要求,分别设计载波发生电路AGC型文氏振荡电路和提供偏置高压的DC-DC升压方式的升压电路；并对其配套接口电路进行设计。实验验证电路设计的可行性。　　
⑶微机电混合陀螺仪开环检测电路设计。设计开环检测电路中的前置放大电路、移相电路和滤波电路。其中滤波电路包括低通滤波电路、带通滤波电路、带阻滤波电路。分析微机电混合陀螺仪的角速度提取,并对微机电混合陀螺仪进行初步实验。　　
⑷微机电混合陀螺仪闭环检测电路设计。在开环电路的基础上,添加校正网络和解耦网络使陀螺仪闭环。设计校正网络改善系统幅频和相频特性,并使闭环系统满足一定的带宽；设计解耦网络消除由机械耦合引入的耦合信号。对校正网络和解耦网络分别进行MATLAB系统仿真,验证其功能。