半球諧振陀螺誤差建模補償與力平衡控制方法研究

第1章 緒論 1.1 半球諧振陀螺特點 1.2 半球諧振陀螺簡介 1.2.1 半球諧振陀螺結(jié)構(gòu)及基本原理 1.2.2 半球諧振陀螺主要優(yōu)點 1.2.3 半球諧振陀螺工作模式 1.3 國內(nèi)外發(fā)展動態(tài) 1.3.1 美國半球諧振陀螺的研究 1.3.2 法國半球諧振陀螺的研究 1.3.3 俄羅斯半球諧振陀螺的研究 1.3.4 國內(nèi)半球諧振陀螺的研究 1.4 半球諧振陀螺發(fā)展中存在的問題 1.5 半球諧振陀螺建模及誤差機理研究現(xiàn)狀 第2章 半球諧振陀螺動力學(xué)建模與進動分析 2.1 基于薄殼理論的半球諧振子力學(xué)模型 2.1.1 一般殼體變形基本方程 2.1.2 半球諧振子球殼的基本方程 2.2 半球諧振子殼體的動能與彈性勢能 2.3 半球諧振陀螺等效動力學(xué)模型 2.4 定量分析與計算實例 2.5 實驗驗證 2.6 本章小結(jié) 第3章 基于振動模型的半球諧振陀螺誤差分析 3.1 半球諧振陀螺的主要誤差來源 3.2 半球諧振陀螺誤差模型的建立 3.2.1 理想條件下諧振子振動方程 3.2.2 存在誤差耦合項條件下諧振子振動方程 3.2.3 二維振動方程到橢圓參數(shù)方程的變換 3.3 誤差分析與仿真 3.3.1 主波波腹誤差 3.3.2 正交波波腹誤差 3.3.3 主波波腹軸方位角漂移誤差 3.4 實驗驗證 3.4.1 實驗原理 3.4.2 實驗步驟及結(jié)果 3.5 本章小結(jié) 第4章 半球諧振陀螺力平衡控制及其誤差抑制 4.1 力平衡模式下半球諧振陀螺數(shù)學(xué)模型 4.2 力平衡模式下的半球諧振陀螺控制 4.2.1 主振型（驅(qū)動）回路的設(shè)計與控制 4.2.2 從振型（敏感）回路的設(shè)計與控制 4.3 半球諧振陀螺正交控制回路電極選取及其控制方案設(shè)計 4.3.1 正交控制誤差信號獲取 4.3.2 正交控制回路控制器設(shè)計 4.3.3 正交控制回路施力電極的選取 4.3.4 正交控制回路控制方案設(shè)計 4.3.5 正交控制回路實驗驗證 4.4 實驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)果 4.5 本章小結(jié) 第5章 基于FPGA的半球諧振陀螺檢測與驅(qū)動控制系統(tǒng)實現(xiàn) 5.1 半球諧振陀螺驅(qū)動方法 5.1.1 電容驅(qū)動原理與驅(qū)動電壓選擇 5.1.2 驅(qū)動高壓放大 5.2 半球諧振陀螺檢測方法 5.2.1 位移—電容轉(zhuǎn)換 5.2.2 微弱電容檢測與信號處理 5.2.3 檢測電容電極編排 5.3 模數(shù)接口與數(shù)模接口設(shè)計 5.3.1 ADC轉(zhuǎn)換芯片AD7767接口邏輯設(shè)計 5.3.2 DAC轉(zhuǎn)換芯片AD5791接口邏輯設(shè)計 5.4 控制環(huán)路的FPGA實現(xiàn)與功能模塊劃分 5.4.1 信號解調(diào)單元 5.4.2 嵌入式控制單元 5.4.3 信號合成單元 5.5 數(shù)據(jù)通訊接口設(shè)計與實現(xiàn) 5.5.1 FPGA串口發(fā)送模塊及接口設(shè)計 5.5.2 上位機串口接收軟件設(shè)計 5.6 本章小結(jié) 第6章 基于諧振頻率的半球諧振陀螺溫度漂移補償 6.1 半球諧振陀螺溫度補償方法選擇 6.2 半球諧振陀螺諧振子的溫度一頻率特性 6.3 半球諧振陀螺諧振子的溫度一頻率系數(shù)標定實驗 6.4 基于諧振頻率的半球諧振陀螺溫度建模與溫度補償 6.4.1 逐步線性回歸方法 6.4.2 基于逐步線性回歸法的溫度補償 6.5 本章小結(jié) 第7章 結(jié)論與展望 7.1 全書總結(jié) 7.2 研究展望 參考文獻