基于LabVIEW的静电悬浮微陀螺在环仿真系统研究

摘要

静电悬浮转子微陀螺是一种由扁平转子和定子电极(包括悬浮、旋转和检测等电极)构成的MEMS器件。它采用高精度静电陀螺球形转子的支承方式和经典陀螺仪盘形转子的工作方式，具有比振动式微陀螺精度高的潜在优点，具有广阔的应用前景。
　　基于LabVIEW和虚拟仪器技术的硬件在环仿真技术目前在各个工业领域得到了广泛应用。本课题主要是研究基于LabVIEW的在环仿真技术在静电悬浮微陀螺测控系统上的应用。本文的主要内容和结论包括：
　　介绍了静电悬浮微陀螺的研究概况、应用前景、检测控制方法，并对静电悬浮微陀螺的结构，加工材料，工作原理和加工工艺流程进行了说明。
　　通过一个相敏解调的例子说明了LabVIEW在悬浮微陀螺仿真控制中的应用，实验结果与理论相符合，证明了LabVIEW仿真技术在微陀螺仿真中应用的可行性。
　　讲述了静电悬浮微陀螺的系统模型和控制方法，利用LabVIEW采用集中控制策略对陀螺轴向的三个自由度进行了仿真控制，验证了集中控制策略的可行性。
　　利用实验室的硬件条件和编写的LabVIEW测控程序搭建了虚拟仪器在环仿真平台，并进行了初步的数据采集和输出控制实验。基于虚拟仪器的在环仿真技术在今后的原型传感器或者控制器验证方面将发挥更大的作用。

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上海交通大学学位论文答辩决议书

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第一章绪 论

1.1 悬浮转子式微陀螺

1.2 其它类型的新型微陀螺

1.3 微陀螺信号检测及仿真控制技术

1.4 本课题的研究内容和研究意义

1.5 本章小结

第二章 静电悬浮微陀螺的工作原理和制作工艺

2.1 静电悬浮微陀螺的结构

2.2 微陀螺材料选择

2.3 静电悬浮转子微陀螺的工作原理

2.4 微加工工艺流程

2.5 本章小结

第三章 虚拟仪器技术简介及LabVIEW应用

3.1 虚拟仪器和LabVIEW

3.2 LabVIEW的工作原理

3.3 利用LabVIEW仿真验证调制解调算法

3.4 本章小结

第四章 静电悬浮微陀螺起支控制系统研究

4.1 静电悬浮系统数学模型的建立

4.2 Z-轴支撑控制模型

4.3 集中控制策略[54]

4.4 本章小结

第五章 静电悬浮微陀螺在环仿真系统设计

5.1 硬件在环仿真简介

5.2 在环仿真平台的硬件简介

5.3 在环仿真系统设计

5.4 硬件在环仿真实验程序

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间撰写的论文