2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、本文在建立全對(duì)稱雙級(jí)解耦微機(jī)械振動(dòng)式陀螺理論模型的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了器件的動(dòng)力學(xué)特性。提出一種新穎的全對(duì)稱雙級(jí)解耦微機(jī)械振動(dòng)式陀螺儀結(jié)構(gòu),利用體硅微機(jī)械加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了敏感結(jié)構(gòu)芯片的制備,并進(jìn)行了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究和特性測(cè)試工作。
  首先,工作帶寬是微機(jī)械陀螺應(yīng)用的一個(gè)重要指標(biāo),現(xiàn)有理論認(rèn)為帶寬和靈敏度是一對(duì)矛盾,將帶寬簡(jiǎn)單定義為驅(qū)動(dòng)頻率與檢測(cè)模態(tài)諧振頻率之差。本文基于全對(duì)稱雙級(jí)解耦微機(jī)械振動(dòng)式陀螺的理論模型,系統(tǒng)研究了器件的動(dòng)力學(xué)特性

2、,得出了工作帶寬與頻率匹配度以及檢測(cè)模態(tài)品質(zhì)因子有關(guān)的結(jié)論。當(dāng)角速度的頻率等于驅(qū)動(dòng)模態(tài)與檢測(cè)模態(tài)諧振頻率之差時(shí),靈敏度最大;保持驅(qū)動(dòng)模態(tài)品質(zhì)因子一定,改變檢測(cè)模態(tài)品質(zhì)因子Qy時(shí),Qy存在一個(gè)臨界值使檢測(cè)方向峰值位移也滿足3dB帶寬的要求,大大擴(kuò)展了陀螺的工作帶寬。
  其次,提出了一種全對(duì)稱雙級(jí)解耦微機(jī)械振動(dòng)式陀螺結(jié)構(gòu)并利用體硅微機(jī)械加工技術(shù)制備了敏感結(jié)構(gòu)芯片,該陀螺能實(shí)現(xiàn)模態(tài)頻率匹配的同時(shí)降低模態(tài)之間的耦合。采用全對(duì)稱結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)

3、模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)諧振頻率容易匹配;雙級(jí)解耦結(jié)構(gòu)有效降低了驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)之間的耦合;驅(qū)動(dòng)梳齒和檢測(cè)梳齒均采用滑膜阻尼結(jié)構(gòu),在常壓下也能獲得較高品質(zhì)因子??紤]耦合彈性系數(shù),建立器件的無阻尼自由振動(dòng)模型以獲得結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率和振型。求解結(jié)果表明模態(tài)之間的耦合僅為1.56%,驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)模態(tài)諧振頻率均為2966.9Hz。應(yīng)用ANSYS對(duì)微機(jī)械陀螺的模態(tài)頻率進(jìn)行了有限元求解,理論求解與有限元求解結(jié)果吻合較好。
  最后,基于對(duì)微機(jī)械陀螺動(dòng)態(tài)特性

4、的分析,設(shè)計(jì)了微陀螺開環(huán)檢測(cè)接口電路。電路主要由C-V轉(zhuǎn)換電路、高/低通濾波器、移相器以及相敏解調(diào)電路構(gòu)成。采用所設(shè)計(jì)的開環(huán)檢測(cè)微機(jī)械陀螺接口電路,對(duì)微機(jī)械陀螺模態(tài)特性、溫度特性以及靈敏度等項(xiàng)目進(jìn)行了測(cè)試。構(gòu)建了顯微鏡測(cè)試平臺(tái)對(duì)微機(jī)械陀螺非線性振動(dòng)進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,驅(qū)動(dòng)模態(tài)產(chǎn)生非線性振動(dòng)時(shí),諧振頻率隨振幅增大而增大。模態(tài)測(cè)試結(jié)果表明器件的頻率匹配良好,諧振頻率分布在2300Hz~2500Hz,與按照實(shí)際器件彈性梁寬度計(jì)算的諧振頻

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