摘要 | 第1-9页 |
ABSTRACT | 第9-11页 |
插图和附表索引 | 第11-16页 |
第一章 绪论 | 第16-28页 |
1.1 课题概述 | 第16-20页 |
1.1.1 课题的来源 | 第16-17页 |
1.1.2 课题研究背景 | 第17-19页 |
1.1.3 课题提出与意义 | 第19-20页 |
1.2 硅微加速度计的发展 | 第20-23页 |
1.2.1 硅微加速度计原理 | 第20页 |
1.2.2 硅微加速度计发展 | 第20-23页 |
1.3 微陀螺的研究和发展 | 第23-27页 |
1.3.1 硅微陀螺原理 | 第23-24页 |
1.3.2 硅微陀螺发展 | 第24-27页 |
1.4 本文的主要研究工作及章节安排 | 第27-28页 |
第二章 微惯性器件集中参数模型基础 | 第28-53页 |
2.1 微支撑梁设计与模型 | 第28-41页 |
2.1.1 支撑梁和支撑形式结构设计 | 第28-30页 |
2.1.2 支撑梁的理论计算和模型 | 第30-41页 |
2.2 微惯性器件空气阻尼模型 | 第41-43页 |
2.2.1 库埃特流阻尼模型 | 第42页 |
2.2.2 压膜阻尼模型 | 第42-43页 |
2.3 电容检测接口模型 | 第43-45页 |
2.3.1 电容检测特点分析 | 第43-44页 |
2.3.2 结构设计与模型描述 | 第44-45页 |
2.4 静电电容驱动模型 | 第45-52页 |
2.4.1 静电驱动的基本定理 | 第45页 |
2.4.2 平行板电容器结构驱动方式和模型 | 第45-50页 |
2.4.3 叉指结构的驱动模型 | 第50-52页 |
2.5 本章小结 | 第52-53页 |
第三章 新型三轴电容式微加速度计设计理论与工艺 | 第53-81页 |
3.1 微惯性器件设计方法 | 第53-55页 |
3.1.1 微惯性器件结构设计内容 | 第53-54页 |
3.1.2 系统设计内容与流程 | 第54页 |
3.1.3 微惯性器件结构参数优化方法 | 第54-55页 |
3.2 单轴电容式硅微加速度计设计与工艺 | 第55-64页 |
3.2.1 结构设计与分析 | 第55页 |
3.2.2 单轴加速度传感器的模型分析 | 第55-59页 |
3.2.3 单轴硅微加速度计特性分析 | 第59-64页 |
3.3 新型三轴微加速度设计与工艺 | 第64-73页 |
3.3.1 原理与结构设计 | 第64-65页 |
3.3.2 三轴硅微加速度计模型分析 | 第65-70页 |
3.3.3 三轴微加速度计特性分析 | 第70-73页 |
3.3.4 制作工艺与模板 | 第73页 |
3.4 电容式微加速度计结构优化与电学模拟 | 第73-80页 |
3.4.1 单轴微加速度计的优化 | 第73-75页 |
3.4.2 三轴微加速度计的优化 | 第75-78页 |
3.4.3 电容式微加速度计的电学模拟方法 | 第78-80页 |
3.5 本章小结 | 第80-81页 |
第四章 微加速度计闭环控制理论与PID鲁棒性控制方法研究 | 第81-103页 |
4.1 电容式微惯性器件的检测电路模型分析 | 第81-87页 |
4.1.1 前置放大电路 | 第81-82页 |
4.1.2 调理电路设计 | 第82-85页 |
4.1.3 力反馈单元设计 | 第85-87页 |
4.2 单轴电容式微加速度计检测与控制模型分析 | 第87-92页 |
4.2.1 单轴电容式微加速度计闭环控制理论与方法 | 第88-91页 |
4.2.2 单轴电容器闭环控制的特性分析 | 第91-92页 |
4.3 三轴电容式微加速度计检测与控制模型分析 | 第92-96页 |
4.3.1 三轴微加速度计检测与闭环控制电路 | 第92页 |
4.3.2 三轴微加速度计闭环系统模型分析 | 第92-94页 |
4.3.3 闭环控制特性分析 | 第94-96页 |
4.4 微加速度计控制与补偿技术 | 第96-101页 |
4.4.1 开环微加速度计信号检测与补偿技术 | 第96-98页 |
4.4.2 闭环微加速度计的PID鲁棒控制技术 | 第98-101页 |
4.5 控制电路实验结果与分析 | 第101-102页 |
4.6 本章小结 | 第102-103页 |
第五章 电容式硅微陀螺的设计理论与工艺 | 第103-126页 |
5.1 振动式微陀螺设计内容 | 第103页 |
5.2 电容式硅微陀螺原理与结构设计 | 第103-106页 |
5.2.1 单质量单支撑式微陀螺结构设计 | 第103-104页 |
5.2.2 解耦型双框架振动式微陀螺设计 | 第104-105页 |
5.2.3 双闭环解耦型双框架微陀螺设计 | 第105-106页 |
5.3 电容式微陀螺模型分析 | 第106-111页 |
5.3.1 单质量单支撑式陀螺 | 第106-108页 |
5.3.2 解耦型双框架式陀螺 | 第108-110页 |
5.3.3 解耦型双框架微陀螺信号输出仿真 | 第110-111页 |
5.4 解耦型双框架微陀螺特性分析 | 第111-117页 |
5.4.1 微陀螺的输出特性分析 | 第111-113页 |
5.4.2 微陀螺的灵敏度计算 | 第113-115页 |
5.4.3 开环双框架式微陀螺的最大可检测角速度计算 | 第115-116页 |
5.4.4 微陀螺的灵敏度设计原则 | 第116-117页 |
5.5 驱动模态和敏感模态谐振频率的静电力匹配方法 | 第117-118页 |
5.6 模版与制作工艺流程 | 第118-120页 |
5.7 解耦双框架微陀螺结构优化与电学模拟 | 第120-124页 |
5.7.1 结构优化设计 | 第120-122页 |
5.7.2 电学模拟 | 第122-124页 |
5.8 本章小结 | 第124-126页 |
第六章 微陀螺检测与控制理论和方法研究 | 第126-140页 |
6.1 微陀螺信号检测原理 | 第126-127页 |
6.2 微陀螺驱动模态检测与控制理论 | 第127-133页 |
6.2.1 PLL闭环回路设计与分析 | 第127-131页 |
6.2.2 正弦波形发生电路 | 第131页 |
6.2.3 驱动模态位移检测 | 第131页 |
6.2.4 静电驱动力的发生 | 第131-132页 |
6.2.5 驱动模态闭环控制的改进 | 第132-133页 |
6.3 敏感模态的检测与控制理论 | 第133-139页 |
6.3.1 敏感模态检测与控制原理 | 第133-136页 |
6.3.2 敏感模态闭环控制模型 | 第136-138页 |
6.3.3 敏感模态闭环控制的改进 | 第138-139页 |
6.4 本章小结 | 第139-140页 |
第七章 微惯性器件的基本误差理论 | 第140-147页 |
7.1 微惯性器件的误差分析 | 第140页 |
7.2 机械制造误差对微惯性器件的影响 | 第140-143页 |
7.2.1 重心偏移 | 第140-142页 |
7.2.2 微陀螺的正交误差 | 第142-143页 |
7.3 噪声对微惯性器件的影响 | 第143-146页 |
7.3.1 机械噪声(Brownian motion noise) | 第144页 |
7.3.2 电路噪声 | 第144-146页 |
7.4 本章小结 | 第146-147页 |
第八章 全文总结 | 第147-149页 |
8.1 全文研究总结 | 第147-148页 |
8.2 未来工作展望 | 第148-149页 |
致谢 | 第149-150页 |
作者在攻读博士学位期间发表的论文 | 第150-151页 |
参考文献 | 第151-159页 |