發(fā)布時間：2024-05-19 03:18

　　隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的進步,慣性傳感器件得到了極大的發(fā)展,成為應(yīng)用最廣泛的微機電器件之一。MEMS振動式微陀螺是其中一種主流類型的慣性傳感器。這種微陀螺能夠測量系統(tǒng)加速度,并進一步計算其速度和位移,實現(xiàn)物體的精確定位,被廣泛用于航天、軍工和消費電子等領(lǐng)域。MEMS振動式微陀螺工作時處于某種模態(tài)的共振狀態(tài),所以高效獲取高品質(zhì)的工作共振模態(tài)是提高性能的主要途徑。因此,驅(qū)動信號頻率分辨率要高,以保證能準(zhǔn)確找到諧振頻率點;信號幅值要穩(wěn)定及可調(diào),以保證微陀螺產(chǎn)生足夠的振動幅值。本論文對MEMS振動式微陀螺的驅(qū)動方式和原理進行了研究和說明,以PZT壓電式振動微陀螺為研究對象,設(shè)計了符合微陀螺驅(qū)動的驅(qū)動電路,結(jié)合現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)嵌入式系統(tǒng)對驅(qū)動電路進行數(shù)字控制,分別采用直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)和自動增益控制技術(shù)(AGC)實現(xiàn)輸出信號頻率和幅值的精確可調(diào)。本文根據(jù)MEMS振動式微陀螺的工作原理,通過FPGA對DDS進行數(shù)字信號控制,使DDS產(chǎn)生微陀螺驅(qū)動信號,通過FPGA改變DDS的頻率控制字,信號頻率控制精度可以達到0.1Hz。通過AGC可以控制驅(qū)動信號的幅值,增益倍數(shù)可達0...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1傅科擺實驗裝置

利用一個慣性和動量極大的擺有力證明了地球自轉(zhuǎn)，后世將他實驗采用的裝置稱為傅科擺，如圖1-1所示。圖1-1傅科擺實驗裝置[1]Fig.1-1Foucaultpendulumexperimentdevice傅科通過傅科擺及后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)在高速轉(zhuǎn)動中物體具有定軸性，他將具....

圖1-2現(xiàn)代不同類型陀螺儀

c)半球諧振陀螺儀[5]d)MEMS陀螺儀misphericalresonatorgyroscoped)MEMSgyroscope圖1-2現(xiàn)代不同類型陀螺儀Fig.1-2Differenttypesofmoderngyroscopes陀螺儀的應(yīng)用微....

圖1-3MEMS微陀螺傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

c)汽車導(dǎo)航d)小型軍用飛行器c)Automobilenavigationd)Smallmilitaryaircraft圖1-3MEMS微陀螺傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1-3TraditionalapplicationsofMEMSgyroscopea)....

圖1-5音叉式線振動微陀螺儀[13]

MEMS微陀螺儀也得到了應(yīng)用，如智能手機由于微陀螺能夠感知多個自由度的變化，因此手通過內(nèi)部芯片處理，在終端能夠顯示對應(yīng)的結(jié)果陀螺能夠用于導(dǎo)航定位和姿態(tài)調(diào)整，在目前研，MEMS微陀螺也有很多應(yīng)用，如家居機器人[1微陀螺研究現(xiàn)狀微陀螺是一種基于科氏效應(yīng)的陀螺儀。它根據(jù)角位移進行檢....

本文編號：3977533