哥氏振動陀螺的靈敏度分析與性能優(yōu)化研究.pdf

1、哥氏振動陀螺儀是基于哥氏力原理制成的一類慣性傳感器，近幾十年來，由于其自身體積小，結構簡單，可靠性高，成本低，抗沖擊性，可批量生產(chǎn)等特點被人們廣泛的應用在消費電子產(chǎn)品，航天航海，軍用和民用等領域。雖然哥氏振動陀螺在精度方面沒有理論上限，但是在實際應用過程中，由于受溫度，加工工藝和電路系統(tǒng)等影響，哥氏振動陀螺精度不高，這也是目前限制其應用的主要因素之一。因此，如何有效地減小誤差，提高哥氏振動陀螺的性能一直是研究的難點。本文針對這一問題，主

2、要對哥氏振動陀螺結構優(yōu)化和溫度漂移優(yōu)化兩個問題進行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　 1)基于哥氏振動陀螺的工作機理，同時結合材料力學和彈性力學的基本原理，并以此為基礎推導出恒定溫度條件下刻度因子的數(shù)學模型，為后續(xù)陀螺振梁的優(yōu)化問題提供理論參考。
　　 2)從一個新的角度——哥氏振動陀螺結構，討論其性能優(yōu)化問題，綜合分析哥氏振動陀螺靈敏度、帶寬和刻度因子三個主要性能參數(shù)之間的關系，得到最佳振梁長度這一關鍵結構參數(shù)。首先，針對不

3、同長度的陀螺振梁尺寸，利用ANSYS分析軟件進行了模態(tài)分析和諧響分析，得出各長度梁的振型和固有頻率;然后，在此基礎上諧響分析計算出輸出位移幅度，再結合刻度因子的推導計算，得到不同長度振梁陀螺的刻度因子、機械靈敏度和帶寬仿真數(shù)據(jù)，最后，借助仿真數(shù)據(jù)的對比分析得出了振梁的最佳長度，同時，還論證了陀螺阻尼系數(shù)的變化與機械靈敏度及帶寬的關系。
　　 3)采用基于粒子群的BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法對哥氏振動陀螺的溫度漂移現(xiàn)象進行建模，并在算法中加入