压电半球谐振微陀螺仪数字控制检测电路探究

摘要

半球谐振微陀螺仪是近年来急速发展起来的一种新型固态微陀螺仪。由于其抗冲击性能好，具有良好的稳定性、较高的测量精度、长期的使用寿命，并且具有独特的关机抗辐射能力，所以它在空间领域作为姿态稳定控制或惯性测量单元的关键部件有着其他微陀螺仪所不具备的优势和发展空间。本文提出了一种压电半球谐振微陀螺仪，该微陀螺仪在工艺上采用PZT一体化铸造成型工艺进行制作，在结构上由一个在表面附有电极的半球壳状谐振体与一根支柱组成，在原理上利用体声波的简并模态，将压电效应、柯氏效应理论和体声波理论相结合，从而实现了角速度检测功能。
　　文章对上述微陀螺仪的基本结构、工作原理、仿真分析、电路框架设计、模拟控制检测电路设计、数字控制检测电路探究等，分别做了一定的分析和说明。在仿真过程中模拟微陀螺仪的工作状态从而评估了其检测精度。在电路框架设计过程中对比并选择了电路的控制检测方案。在模拟控制检测电路设计过程中，通过对电路各部分的设计及整合，设计了微陀螺仪的控制检测电路原理图和PCB图，制作了电路板并进行了相关测试。在数字控制检测电路探究过程中，采用了将模拟电路数字化的方法，结合驱动回路和检测回路的闭环控制方案，构建了微陀螺仪的力平衡反馈控制检测数字电路系统，并进行了相关的实验验证。

目录

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答辩决议书

第一章 绪论

1.1 微陀螺仪概述

1.2 半球形陀螺仪

1.3 微陀螺仪电路国内外研究现状

1.4 发展动态分析

1.5 研究意义

1.6 本章小结

第二章 压电半球谐振微陀螺仪的结构原理及仿真

2.1 结构设计

2.2 原理设计

2.3 模拟仿真

2.4 器件实际测试情况

2.5 本章小结

第三章 压电半球谐振微陀螺仪控制电路框架设计

3.1 控制电路方案选择

3.2 检测控制电路框架

3.3 本章小结

第四章 压电半球谐振微陀螺仪模拟电路设计及测试

4.1 功能电路设计

4.2 整体电路设计

4.3 电路测试结果

4.4 本章小结

第五章 压电半球谐振微陀螺仪数字电路设计及探究

5.1 数字电路器件选型

5.2 功能电路数字化方案

5.3 检测闭环电路探究

5.4 数字电路整体实现及测试结果

5.5 本章小结

第六章 结论及展望

6.1 总结与结论

6.2 未来与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文和专利