哥氏振动陀螺的灵敏度分析与性能优化研究

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1、分类号TH89密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目哥氏振动陀螺的灵敏度分析与}生能优化研究硕士研究生堕歪』垄虽指导教师塞4主塾撞黼业塞盛垫整墨猩论文提交日期2Q13。Q垒。Q3论文答辩日期2Q13。Q5。18论文评阅人校外盲审徽员会削玉至．2013年05月17日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庞由g垒太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并

2、表示谢意。学位论文作者签名：陷刹lI垮签字日期：乃J弓年岁月19日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重迭由g电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽查＆鱼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：≯亨利咱导师签名：签字日期：)。I．；；年岁月I占日签字日期：砂够年r月，夕日重庆邮电大学硕士论文摘要哥氏振动陀螺仪是基于哥氏力原理制成的一类惯性传感器，近几十

3、年来，由于其自身体积小，结构简单，可靠性高，成本低，抗冲击性，可批量生产等特点被人们广泛的应用在消费电子产品，航天航海，军用和民用等领域。虽然哥氏振动陀螺在精度方面没有理论上限，但是在实际应用过程中，由于受温度，加工工艺和电路系统等影响，哥氏振动陀螺精度不高，这也是目前限制其应用的主要因素之一。因此，如何有效地减小误差，提高哥氏振动陀螺的性能一直是研究的难点。本文针对这一问题，主要对哥氏振动陀螺结构优化和温度漂移优化两个问题进行了研究，主要内容如下：1)基于哥氏振动陀螺的工作机理，同时结合材料力学和弹性力学的基本原理，并以此为基础推导出恒定温度条件下刻度因子的数学模型，

4、为后续陀螺振梁的优化问题提供理论参考。2)从一个新的角度——哥氏振动陀螺结构，讨论其性能优化问题，综合分析哥氏振动陀螺灵敏度、带宽和刻度因子三个主要性能参数之间的关系，得到最佳振梁长度这一关键结构参数。首先，针对不同长度的陀螺振梁尺寸，利用ANSYS分析软件进行了模态分析和谐响分析，得出各长度梁的振型和固有频率；然后，在此基础上谐响分析计算出输出位移幅度，再结合刻度因子的推导计算，得到不同长度振梁陀螺的刻度因子、机械灵敏度和带宽仿真数据，最后，借助仿真数据的对比分析得出了振梁的最佳长度，同时，还论证了陀螺阻尼系数的变化与机械灵敏度及带宽的关系。3)采用基于粒子群的BP神

5、经网络算法对哥氏振动陀螺的温度漂移现象进行建模，并在算法中加入高斯噪声干扰；相对于传统的单BP神经网络算法，含有噪声的粒子釉P神经网络算法，在精度和收敛速度两个方面有了较大提高，所构建的温漂模型具有更好的非线性描述能力，从而能为哥氏振动陀螺提供了更高精度的零电位误差补偿。关键词：哥氏振动陀螺，性能优化，刻度因子，粒子群算法的BP神经网络，机械灵敏度，带宽重庆邮电大学硕士论文AbstractCoriolisvibratorygyro，asakindofinertialsensorbasedoncoriolisforcesprinciple，thathasthenotabl

6、echaracteristicsofsmallsizeitself,hi曲reliability,lowcost，impactresistanceandcapableofbatchproduction,iswidelyusedintheconsumerelectronicproducts，aerospace，navigation,militaryandcivilfield．Althoughcoriolisvibratorygyrohasnolimittotheprecisionintheoreticalresearch,theprecisionofitisnotvery

7、hi曲duetotheimpactoftemperature，processingtechnologyandcircuitsystem．Thatisoneofthemainfactorsthatitsapplicationstillbelimiteduptonow．Therefore，howtoreducetheerrorandoptimizeoftheperformanceparameterofcoriolisvibratorygyrohavealwaysbeenthedifficultiesofthestudy．Accordingto