硅微型机械振动陀螺仪的结构设计与软件实现

摘要

硅微型机械振动陀螺仪是近十几年发展起来的一种新型陀螺仪,是MEMS的重要组成部分之一。随着计算机软件的发展,硅微型机械振动陀螺仪的计算机辅助设计得到迅猛发展,并加速了硅微型机械振动陀螺仪的发展。 本文应用陀螺仪基本理论和材料力学理论,对硅微型机械振动陀螺仪的工作机理和结构设计进行了全面的研究。在此基础上,建立了常用的三种结构形式的硅微型机械振动陀螺仪的优化设计数学模型。在研究优化设计方法的基础上,选择适合于陀螺仪优化设计的方法,并对该方法提出了改进措施；并通过有限元分析软件的仿真,验证了该优化设计的可行性。同时结合计算机辅助设计理论,提出了适合硅微机械振动陀螺仪的计算机辅助设计的方法。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1硅微型机械振动陀螺仪在国内外的研究现状

1.2.2 MEMS计算机辅助设计的发展状况

1.3本文的研究内容

第二章硅微型机械振动陀螺仪的工作原理及运动分析

2.1硅微型机械振动陀螺仪的结构及工作机理

2.1.1音叉式线振动陀螺仪

2.1.2振动轮式陀螺仪

2.1.3双线振动式陀螺仪

2.2硅微型机械振动陀螺仪的运动分析

2.2.1陀螺仪运动的一般分析

2.2.2典型干扰力作用下陀螺仪的运动分析

第三章硅微型机械振动陀螺仪的优化设计

3.1硅微型机械振动陀螺仪的优化模型

3.1.1目标函数和约束条件

3.1.2音叉式线振动陀螺仪的优化模型

3.1.3振动轮式硅微陀螺仪的优化模型

3.1.3.双线振动式陀螺仪的优化模型

3.2优化方法及其选择

3.3改进后的复形调优法

3.3.1复形调优法

3.3.2复形调优法的改进方法

第四章软件设计与实现

4.1软件工程

4.2软件的质量标准

4.3软件的编制原则

4.3.1软件设计原则

4.3.2模块化设计原则

4.4软件的构成

4.5软件实现

第五章仿真与验证

5.1模态分析

5.1.1模态分析的基本理论

5.1.2有限元模型的建立

5.1.3模态的提取

5.2动力学响应分析

5.2.1动力学响应分析基本理论

5.2.2谐响应分析

5.2.3瞬态响应分析

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文