| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 目录 | 第10-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-20页 |
| 1.1 悬浮转子式微陀螺 | 第13-16页 |
| 1.1.1 磁悬浮转子微陀螺 | 第14页 |
| 1.1.2 静电悬浮转子微陀螺 | 第14-16页 |
| 1.2 静电悬浮微陀螺悬浮控制算法的研究概况 | 第16-18页 |
| 1.2.1 日本-模拟PID 控制算法 | 第16-17页 |
| 1.2.2 英国-Σ-△控制算法 | 第17-18页 |
| 1.3 本课题的研究内容和研究意义 | 第18-19页 |
| 1.3.1 本课题的研究内容 | 第18-19页 |
| 1.3.2 本课题的研究意义 | 第19页 |
| 1.4 本章小结 | 第19-20页 |
| 第二章 静电悬浮微陀螺的空气阻尼特性 | 第20-35页 |
| 2.1 静电悬浮转子微陀螺的结构 | 第20-21页 |
| 2.2 模型建立 | 第21-22页 |
| 2.2.1 理论基础 | 第21-22页 |
| 2.2.2 气膜分区 | 第22页 |
| 2.3 空气阻尼的理论计算和分析 | 第22-28页 |
| 2.3.1 轴向振动的压膜阻尼系数 | 第22-24页 |
| 2.3.2 径向振动的压膜阻尼系数 | 第24-25页 |
| 2.3.3 绕X(Y)轴转动的压膜阻尼系数 | 第25-26页 |
| 2.3.4 轴向旋转的滑膜阻尼系数 | 第26-28页 |
| 2.4 Matlab 计算和仿真 | 第28-30页 |
| 2.4.1 Matlab 计算 | 第28-29页 |
| 2.4.2 利用CoventorWare 软件对Csqzz 计算结果进行验证 | 第29-30页 |
| 2.5 压膜阻尼系数Csqzz 的主要影响规律 | 第30-31页 |
| 2.5.1 温度对轴向压膜阻尼系数的影响 | 第30-31页 |
| 2.5.2 位移对轴向压膜阻尼系数的影响 | 第31页 |
| 2.5.3 压强对轴向压膜阻尼系数的影响 | 第31页 |
| 2.5.4 频率对轴向压膜阻尼系数的影响 | 第31页 |
| 2.6 压膜阻尼系数Csqzz 对PID 参数的选取和系统稳定性的影响 | 第31-34页 |
| 2.6.1 系统的Simulink 仿真 | 第31-32页 |
| 2.6.2 稳定性分析 | 第32-34页 |
| 2.7 本章小结 | 第34-35页 |
| 第三章 基于I/O 扩展技术的DDS 硬件电路设计和软件实现 | 第35-50页 |
| 3.1 DDS 电路的原理 | 第35-36页 |
| 3.2 静电悬浮微陀螺DDS 电路的硬件设计 | 第36-44页 |
| 3.2.1 微控制器-AT89C51 单片机 | 第36-37页 |
| 3.2.2 单片机I/O 口的扩展-2 片3-8 译码器（74LS138 芯片） | 第37-39页 |
| 3.2.3 信号发生电路的设计-12 片AD9835 芯片 | 第39-41页 |
| 3.2.4 无限增益多端反馈电路-MFB 带通滤波电路的设计 | 第41-44页 |
| 3.2.5 DDS 载波信号放大电路 | 第44页 |
| 3.3 静电悬浮微陀螺DDS 电路的软件实现 | 第44-48页 |
| 3.4 载波信号的调试结果 | 第48-49页 |
| 3.5 本章小结 | 第49-50页 |
| 第四章 基于PID 控制算法的静电悬浮微陀螺五自由度悬浮系统仿真 | 第50-72页 |
| 4.1 静电悬浮微陀螺的控制电路原理图 | 第50-51页 |
| 4.2 静电悬浮微陀螺的五自由度PID 控制器的设计 | 第51-59页 |
| 4.2.1 稳定性 | 第52-55页 |
| 4.2.2 开环特性 | 第55-56页 |
| 4.2.3 闭环特性 | 第56-57页 |
| 4.2.4 支承刚度 | 第57-59页 |
| 4.3 PID 校正后的静电悬浮微陀螺五自由度悬浮系统的性能指标 | 第59-63页 |
| 4.3.1 Z 向位移检测器 | 第59-61页 |
| 4.3.2 X(Y)向位移检测器 | 第61-62页 |
| 4.3.3 轴向角加速度检测器 | 第62-63页 |
| 4.4 PID 数字控制器的实现 | 第63-65页 |
| 4.5 Z 向位移检测器的Simulink 建模 | 第65-69页 |
| 4.5.1 P 参数对系统输出的影响 | 第65-66页 |
| 4.5.2 D 参数对系统输出的影响 | 第66-67页 |
| 4.5.3 干扰力（重力）对系统输出的影响 | 第67-68页 |
| 4.5.4 不同频率的正弦干扰信号对系统输出的影响 | 第68-69页 |
| 4.6 变结构控制算法-BangBang 控制结合PID 控制算法 | 第69-71页 |
| 4.6.1 软件流程图 | 第69页 |
| 4.6.2 上位机控制界面 | 第69-71页 |
| 4.7 本章小结 | 第71-72页 |
| 第五章 基于超前-滞后校正控制算法的静电悬浮微陀螺五自由度悬浮系统仿真 | 第72-88页 |
| 5.1 静电悬浮转子微陀螺的动力学方程 | 第72-76页 |
| 5.1.1 静电支承系统分析 | 第73-74页 |
| 5.1.2 支承刚度 | 第74-75页 |
| 5.1.3 控制对象参数 | 第75-76页 |
| 5.2 静电悬浮微陀螺的五自由度滞后-超前控制器的设计 | 第76-86页 |
| 5.2.1 Z 向位移检测器 | 第76-79页 |
| 5.2.2 X(Y)向位移检测器 | 第79-83页 |
| 5.2.3 轴向角加速度检测器 | 第83-86页 |
| 5.3 数字控制器的实现 | 第86-87页 |
| 5.3.1 理论推导 | 第86页 |
| 5.3.2 Matlab 实现双线性离散化 | 第86-87页 |
| 5.4 本章小结 | 第87-88页 |
| 第六章 基于DSP 的静电悬浮微陀螺测控系统的硬件组成和软件实现 | 第88-106页 |
| 6.1 TMS320VC33 DSP 系统的组成 | 第88-89页 |
| 6.1.1 TMS320VC33 DSP 概述 | 第88页 |
| 6.1.2 TMS320VC33 DSP 系统硬件电路的组成 | 第88-89页 |
| 6.2 上位机VC 界面的制作与PID 控制参数的传递 | 第89-94页 |
| 6.2.1 人机界面的制作 | 第89页 |
| 6.2.2 上位机图象的稳定显示—双缓冲画图 | 第89-90页 |
| 6.2.3 上下位机PID 控制参数的传递 | 第90-94页 |
| 6.3 DSP 软件调试过程中需要注意的问题 | 第94-97页 |
| 6.3.1 DSP 命令参数的分类 | 第94-95页 |
| 6.3.2 AD 数据采集与数据转换 | 第95页 |
| 6.3.3 DA 数据的输出 | 第95-96页 |
| 6.3.4 AD 采样频率和DA 输出频率的设定 | 第96-97页 |
| 6.4 静电悬浮转子微陀螺测控系统的硬件组成及其初步的悬浮控制结果 | 第97-105页 |
| 6.4.1 测控系统的硬件组成 | 第97-99页 |
| 6.4.2 初步的悬浮控制结果 | 第99-104页 |
| 6.4.3 转子的起支过程 | 第104-105页 |
| 6.5 本章小结 | 第105-106页 |
| 第七章 总结与展望 | 第106-108页 |
| 7.1 全文总结 | 第106-107页 |
| 7.2 研究展望 | 第107-108页 |
| 参考文献 | 第108-111页 |
| 致谢 | 第111-112页 |
| 攻读硕士学位期间撰写的论文 | 第112-115页 |
