一、音叉式硅微机械振动陀螺仪的粘滞阻尼研究（论文文献综述）
郝飞帆[1]（2021）在《双层光栅面内检测的微陀螺工艺关键技术研究》文中研究说明微陀螺作为微惯性系统中的核心器件之一,主要用于测量载体的角速度,微陀螺具有体积小、功耗低、成本低等众多优势,在军用制导、无人机等领域和民用汽车导航、海上定位等领域有十分重要的应用价值。高精度微陀螺产品和技术被国外严格控制,而将双层光栅检测位移应用到微陀螺中,有望突破目前电容、压电等主流检测方式的极限。本文提出一种利用双层光栅面内检测方式工作的微陀螺,并对其关键制作工艺进行了研究。本文主要完成微陀螺结构仿真及计算、微陀螺工艺方案设计、工艺制作、键合测试、结构表征与固有频率测试分析。主要研究内容如下:首先对双层光栅微陀螺进行了原理介绍,即在哥式力作用下,动静光栅面内产生位移,使得衍射光强发生变化,通过探测光强变化,提取位移信号,最后解调获得角速度。对微陀螺进行仿真计算,得出大陀螺的结构灵敏度为5.665×10-9 m/°/s（大气压下）,微陀螺总的效应灵敏度为10 m V/°/s,驱动方向的品质因数为3946,检测方向的品质因数为4226,微陀螺的机械带宽为11Hz,噪声水平达0.27°/h/√Hz。接着对硅片工艺、玻璃片工艺进行了版图设计以及工艺流程设计,并对键合方式的选择进行了分析与选择。通过试验,建立了光刻模型、阳极模型。确定采用金属阻挡层方式避免吸合失效,采用阳极键合方式形成Al-Al互联通道,为后续进行上下光栅间距调节提供电学通道。之后采用干法工艺、湿法工艺、长膜等工艺进行了硅片以及玻璃的加工,并且对硅玻璃进行了阳极键合。最后对阳极键合晶圆进行了C-SAM扫描检测显示无缺陷,对Al-Al互联界面进行分析显示形成互联,对阳极键合进行剪切强度试验,得出其平均剪切强度为33.94Mpa,对器件进行冲击测试,冲击前后互联阻值无明显变化。对陀螺整体结构进行了扫描电子显微镜测试,对梁的宽度和质量块的厚度进行了测试分析。陀螺整体结构基本满足设计要求,制造误差控制在5%以内。在大气压环境中对双层光栅陀螺进行了驱动和检测幅频特性曲线测试,驱动固有频率为7675Hz,检测固有频率7703Hz,与动力学仿真结果的最大相对误差为5.6%,驱动和检测频差为28Hz。
东泽源[2]（2021）在《车载微振动陀螺仪的结构设计与仿真分析》文中指出微振动陀螺仪相较于传统机械陀螺仪,具有小型化、低成本、低功耗等优势,在汽车智能驾驶和安全控制等领域应用广泛。但汽车复杂的行驶工况会给微陀螺施加相当恶劣的环境条件,受MEMS结构加工制造误差及复杂工况（如振动、冲击、温变等）影响,微陀螺在车辆姿态测量和导航应用环境下仍存在较大误差。为此,针对车载微陀螺的使用需求,论文提出了一种双质量全解耦多自由度检测的微陀螺结构设计模型,建立了微陀螺动力学等效分析模型,通过双质量全解耦设计、模态频率匹配设计和二自由度检测模块设计有效提升了微陀螺的带宽、抗干扰能力和工作鲁棒性。具体工作包括:（1）建立了单质量微振动陀螺的动力学模型,推导了科氏力作用下驱动质量和检测质量的稳态位移响应,分析了机械灵敏度与带宽之间的制约关系,给出了造成耦合误差与共模干扰的关键影响因素。（2）提出了一种双质量全解耦微陀螺结构,采用全解耦设计减小机械耦合误差,双质量反相驱动进行差分检测消除振动、冲击等共模干扰,建立了微陀螺结构的等效解耦动力学模型,设计了具有负刚度特性的驱动与检测耦合弹性结构,并通过敏感弹性结构的尺寸参数优化实现了驱动模态与检测模态的频率匹配（反相驱动6149Hz、反相检测6194Hz）,同时有效提升了反相与同相运动的模态频差（达1366Hz）从而提高了微陀螺抗高频干扰能力。（3）为了提升微陀螺系统的带宽和鲁棒性,设计了具有二自由度检测模块的双质量全解耦微陀螺结构,建立了具有单驱动质量和二自由度检测系统的微陀螺等效解耦动力学模型,推导了零阻尼状态下的传递函数得到系统的增益与带宽表达式,并利用遗传算法对结构尺寸参数进行优化,得到了高灵敏度大带宽的陀螺微结构,数值仿真计算了所提出新结构的频响特性。结果表明:二自由度检测微陀螺带宽为210Hz,远大于单自由度检测微陀螺带宽40Hz。系统分析了工艺误差和阻尼变化对微陀螺机械灵敏度的影响关系,本设计可将加工误差引起频率偏移所导致的机械灵敏度衰减由80%降到2%,将阻尼变化所导致的机械灵敏度衰减由75%降到5%,从而验证了所提构型的高灵敏度、大带宽与良好鲁棒性特征。
卜峰[3]（2020）在《硅微机械轴对称陀螺测控技术与性能优化研究》文中研究表明硅微机械陀螺具有体积小、重量轻、低成本的特点,在民用和军用领域有着重要的应用价值。随着微加工工艺的改善和测控电路的优化,微机械陀螺性能已经达到战术级水平,使其在某些领域代替昂贵的大尺寸高端陀螺仪成为可能。轴对称结构的圆盘谐振陀螺（Disk Resonator Gyroscope,DRG）具有结构对称性好、能量传递效率高和抗振性好等优点,已成为高性能微机械陀螺的重要候选方案。陀螺的零偏误差反映着检测分辨率和长期稳定性等核心性能参数,决定了陀螺的检测精度。本文以课题组自主设计的真空封装类蛛网型DRG（Cobweb-like DRG,CDRG）为研究对象,以提高陀螺的零偏稳定性和检测分辨率为目的,分析了影响零偏的误差因素,重点在测控技术方面提出了解决问题的方法。主要研究工作和创新点如下:（1）分析了零偏形成机制以及影响零偏的误差因素,为提升陀螺性能提供思路。从结构不对称性、结构电馈通、测控电路和环境变化这几个方面分析了影响零偏的误差因素,以及这些因素对零偏的作用机制,为解决这些问题提供了切入点。主要包括结构不对称引起的正交和同相误差,电极间耦合电容引入的信号馈通,测控电路中的相移和噪声,以及环境温度变化导致的频率和Q值变化等。（2）构建力平衡（Force to Rebalance,FTR）闭环检测系统,推导出FTR闭环下的传递函数,为分析闭环特性提供理论基础。从传递函数入手,给出了FTR闭环下的标度因数和带宽的表达式,并与开环检测进行对比。重点分析了在FTR闭环检测下,谐振子频率和Q值对检测输出的影响,证明了FTR闭环能够很好地抑制由频率裂解和Q值变化带来的标度因数和零偏漂移误差,提高检测输出对结构不对称性和环境温度变化的鲁棒性。（3）提出一种FTR闭环检测下的电路相移补偿方法,降低正交误差对零偏的影响。相位是谐振器控制中的一个重要因素,为此在调制-解调FTR检测系统中,分析了各部分电路相移对检测输出的影响。得出了在驱动和敏感模态信号拾取电路一致的情况下,敏感检测输出与驱动模态电路相移相关的重要结论。当相移补偿不准确时,则会将正交误差引入到检测输出中,导致存在较大零偏和随环境温度变化的漂移。在相位分析的基础上,提出了一种电路相移自补偿系统。实验结果表明,该方法能够准确计算并补偿电路相移,大大降低了正交误差对检测输出的影响,改善了零偏稳定性和零偏温度灵敏度等性能指标。（4）提出一种FTR闭环检测下的系统噪声模型,为降低噪声对零偏的影响提供解决方案。系统噪声直接决定陀螺的检测分辨率,为此在调制-解调FTR闭环系统中,分析了4种噪声对检测输出的影响,在频域上给出了噪声等效角速率表达式。与现有闭环噪声模型不同,该模型中考虑了在采用机电幅度调制（Electromechanical Amplitude Modulation,EAM）检测技术时,存在反馈电路中载波频率处噪声的电馈通情况,并阐述了反馈电路中两路噪声在EAM检测电路的传递路径。基于理论噪声模型,给出了改善各种噪声对检测输出不利影响的方法。实验结果表明,对于所采用的电路系统,当对馈通噪声进行抑制后,能够有效降低检测输出中的噪声水平,改善角度随机游走（Angle Random Walk,ARW）等性能指标。使用FPGA实现FTR闭环检测系统,在采用上述相位补偿和噪声优化后,使陀螺的零偏不稳定性指标由7.663°/hr下降到了0.617°/hr,ARW指标由0.209°/√hr下降到了0.017°/√hr,0℃-70℃范围内的零偏温度灵敏度从0.055°/s/°C降低到了0.001°/s/°C。陀螺零偏的性能得到明显改善,达到了预期-目标,为后续实现高精度、高稳定性测量打下良好基础。
樊波[4]（2020）在《MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究》文中提出MEMS振动陀螺是基于科式效应和微机械加工工艺的角速度传感器。因其体积、功耗和成本方面具有无可比拟的优势,广泛应用在消费电子、汽车安全和工业自动化等领域。然而目前MEMS振动陀螺的精度受自身尺寸约束和加工工艺等问题限制,难以满足高端应用市场需求,因此实现高精度MEMS振动陀螺是最主要的研究课题之一。模态简并和高品质因数是实现高精度MEMS振动陀螺主要途径。其中盘式谐振陀螺是目前最具精度潜力的MEMS模态简并陀螺之一,然而制造过程中较大的相对工艺公差会引入频率裂解和阻尼非对称等结构误差,导致其灵敏度降低和零偏性能恶化。此外,部分能量损耗机制限制了高品质因数的实现。因此为了最大程度解决上述问题,本文以盘式谐振陀螺结构为参考,在陀螺动力学分析的基础上,充分利用微尺度下的物理特性,从结构对称性和能量损耗机制角度深入探究了高度对称高精度MEMS陀螺结构的设计方法。主要的研究内容和创新点如下:1、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究。基于MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型,确定频率对称性的影响因素。经探讨MEMS工艺的发展起源和掩模工艺特点,首次提出了线形结构工艺公差小于弧形结构的设想。基于设想,设计了全线形结构的类蛛网状盘式谐振陀螺（CDRG）,且在同片晶圆上并排加工了频率相近的圆环状盘式谐振陀螺（RDRG）用以对比研究。最后结合理论、仿真和实验结果对比验证了这个设想。实验数据表明CDRGs最小制造相对频率裂解仅为29.9ppm,均值为79.1ppm,不足RDRGs的1/7,是迄今文献报道的MEMS轴对称陀螺中制造相对频率裂解均值和波动范围最小的一类陀螺结构。其优秀的频率对称性可实现低压模态匹配,降低了ASIC测控电路集成难度。2、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称性研究。针对存在部分能量损耗机制限制品质因数提升这一问题,全面建立类蛛网状盘式谐振陀螺的各个能量损耗机制理论模型。首先基于修正连续流体模型和能量传递模型推导了陀螺的气体阻尼解析模型;并依据Zener解析模型和COMSOL有限元模型分别估算了热弹性阻尼,继而利用完美匹配层法求解锚点阻尼,最后对品质因数进行测试验证。能量传递模型对应的总能量损耗机制理论模型估计值与实验结果非常吻合,品质因数温度系数误差不超过2%。此外,首次提出了晶向误差模型和环宽非均匀等效误差模型对阻尼非对称误差机理进行了分析,与实验结果部分符合。3、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构特性分析及性能测试以实现高性能陀螺结构的角度出发,通过模态叠加法和过载应力法分析MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的动力学特性和抗冲击能力,采用参数法确定谐振器结构尺寸,推导了电容换能器的静电激励和电容检测数学模型。并对结构非线性特性展开了研究,发现设计的电容换能器在谐振器的振幅放大效应下可有效降低了非线性效应。最后对比测试了CDRG和RDRG的性能。在力再平衡模式下,CDRG锁定最大位移时最佳性能:标度因子、零偏不稳定性和角度随机游走分别为98.1 m V/（°/s）、0.004°/√h和0.187°/h。与RDRG相比,其性能指标分别提高了112%、700%和314%。这些均表明MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺具有实现高精度陀螺巨大潜力。
王盘龙[5]（2020）在《硅微陀螺仪闭环检测技术研究》文中研究表明随着微机电系统（MEMS）和测控技术的深入研究,硅微陀螺仪已成为近年来广泛研究的方向,因其优点众多而被特别关注,广泛应用于军民领域。但因受到加工工艺限制及应用环境的影响,硅微陀螺仪精度和稳定性较低。为了满足相对高精度和复杂环境的应用需求,提升硅微陀螺仪的性能已成为主要研究方向之一。本文以硅微陀螺仪为对象,以提高其性能为目的,对Sigma-Delta ADC设计、正交误差校正系统和闭环检测系统等方面进行了深入的研究与分析,构建了以FPGA为核心的硅微陀螺仪闭环检测与正交误差校正系统,并对陀螺关键参数进行了测试,本文的主要研究工作如下:（1）Sigma-Delta ADC设计与仿真。首先给出了调制器设计指标,综合分析折中选择了调制器阶数及关键参数,然后依据指标及参数搭建了调制器的仿真模型。之后配合调制器的设计建立了数字滤波器的模型进而设计了整体的系统架构,最后在确保系统稳定的前提下进行了完整的系统仿真。仿真结论表明,调制器性能满足设计指标,切实可行。（2）闭环检测系统设计与分析。基于闭环检测原理,构建了闭环系统模型,通过科里奥利信号形成控制反馈力抑制科里奥利力,从而平衡检测模态科里奥利输出的同相误差分量。改进了同步积分解调算法,提升了陀螺检测精度,分析了闭环检测模型的静态和动态性能并进行了系统仿真,结果表明在量程范围内闭环系统性能良好。相对于环路优化前,闭环检测有效抑制了科里奥利同相误差分量,改善了陀螺仪性能指标。（3）正交误差校正系统研究与设计。根据正交误差产生的根源,应用了正交力校正的实现方法,利用反馈控制力平衡正交力。搭建了正交误差控制系统仿真模型,分析了系统性能并对其进行了仿真,结果表明,该系统能够有效抑制弹性耦合刚度,抵消科里奥利输出信号中的正交误差分量,提升陀螺零偏等参数。（4）硅微陀螺仪测试与分析。依据微机械陀螺测试细则,详细测试了全闭环情况下的硅微陀螺仪性能并对参数进行了分析,结果显示采用正交校正、闭环检测技术后综合性能指标优于开环检测,零偏稳定性等参数明显提高,提升了陀螺的性能。
李敏阳[6]（2020）在《基于SOI的结构解耦四质量块微陀螺仪的设计与制备探究》文中进行了进一步梳理传统单质量块陀螺仪结构简单,易于加工,但是由外界环境引起的共模干扰限制了其整体性能。在此基础之上,双质量块结构采用了差分检测的方式,能有效地消除环境等产生的共模信号。但是由于其工作模态的不对称性,陀螺仪的频率分裂大,导致检测模态的振幅相对较小。因此,本文针对四质量块的结构型式进行研究,在保持高环境鲁棒性的同时也使得结构有很高的对称性。本文提出了一种新型的结构解耦四质量块微陀螺仪的结构设计以及制备方法,采用梳齿电极的设计和推挽法的方式消除了静电驱动力的二倍频分量,并对折叠梁结构进行仿真分析和优化,通过二自由度的设计达到了理想的解耦效果。针对四质量块微陀螺仪的结构设计了可行的工艺方案并进行实际加工,采用SOI和阳极键合工艺,最终制作出四质量块陀螺仪样品,并在非真空封装完成之后对其进行了结构、解耦效果以及谐振频率扫描等测试。通过模态分析,陀螺仪的频率分裂为7Hz,表明其结构的高度对称性。谐响应分析下,驱动框架最大位移差为60.75nm,检测框架绕其中心的偏斜角度约为0.0357°,达到了理想的解耦效果,驱动、检测模态的热弹性阻尼Q值分别为64156.68和64105.25。谐振频率扫描测试得到的驱动频率为37～39k Hz,与理论仿真计算得到的驱动模态频率38653Hz相符,对陀螺仪样品的表征也验证了结构和工艺参数的可靠性。
邢博文[7]（2019）在《硅微机械陀螺仪高过载动态响应研究》文中认为近年来,硅微机械陀螺作为MEMS器件的重要组成部分得到飞速发展,伴随其应用环境的日益复杂,器件工作的可靠性问题也日益突出。本文以课题组自主研制的抗冲击双质量硅微机械陀螺仪为研究对象,对陀螺仪敏感结构高过载动态响应、工作模式下驱动及检测回路高过载动态响应等内容展开研究,主要研究内容包括:（1）高过载载荷作用下陀螺仪敏感结构的动态响应分析。建立了硅微机械陀螺仪敏感结构高过载动态响应模型,基于该模型详细分析了冲击载荷特征参数和陀螺仪结构参数对高过载动态响应的影响;研究了梳齿位移信号检测过程中的非线性特性,基于本文所研究的具有止挡机构的陀螺仪,分析了高过载载荷作用下梳齿位移及电容检测信号的动态响应过程。（2）工作模式下硅微陀螺仪驱动轴向高过载动态响应研究。分析了驱动同相模态和反相模态同时存在时陀螺仪的运动耦合过程;建立了自激振荡驱动回路的线性化模型,并基于该线性模型提出了一种自动增益控制（AGC）回路控制器的设计方法;建立了工作模式下陀螺仪驱动轴向高过载动态响应仿真模型,分析了高过载载荷对驱动控制回路的影响以及左右驱动部分不同失配情况对哥氏检测信号的影响。（3）工作模式下硅微陀螺仪检测轴向高过载动态响应研究。分析了实际陀螺仪运动中检测轴向不同模态的耦合过程;建立了陀螺仪开环检测模型,推导了开环检测模型的传递函数,在此基础上建立了闭环检测的单位负反馈模型,并利用该模型进行了闭环控制器设计;建立了工作模式下双质量硅微陀螺仪开环、闭环检测的高过载动态响应仿真模型,基于该模型分析了高过载载荷对陀螺仪开、闭环检测系统的影响,以及左右检测部分不同失配情况对角速度检测的影响。仿真结果表明,相较于开环检测,闭环检测具有更好的抗冲击性能。（4）硅微陀螺仪整机性能测试。参照国产微机械陀螺仪测试细则,对抗冲击硅微陀螺仪进行常温性能测试和冲击实验。实验结果表明,仿真分析能够在一定程度上预测陀螺仪实际的冲击响应过程,且闭环检测电路比开环检测电路具有更好的抗冲击性能。
胡文艳[8]（2019）在《新型十六边形类蛛网陀螺结构设计和仿真》文中指出随着微电子机械系统（Micro-electromechanical Systems,MEMS）技术的不断发展,硅微陀螺仪的研究越来越引起大家的重视,并且其应用领域也在不断扩展。其中,轴对称MEMS陀螺具有高精度、尺寸小、功耗低、抗过载能力强以及易集成化等优点,近年来受到国内外研究者的高度关注。MEMS工艺对直线结构加工精准,曲线结构加工存在较大误差,这样对环式结构的MEMS陀螺而言,存在加工工艺误差会引起频率裂解。本文在充分研究环式陀螺结构的基础上,提出了一种类似十六边形蛛网结构的新型陀螺CDRG（Cobweb-Like Disk Resonator Gyroscope）,其拓扑结构为线性直边,对称性好,工艺误差小,进而其模态频差小、机械热噪声低、品质因数高、抗震能力强。为硅微轴对称高性能陀螺的工程应用化提供了一条有效的途径。在分析该结构参数包括环宽、环个数、环高、锚点比例、结构半径对噪声和机械灵敏度、频率和热弹性阻尼、前后阶模态频差等性能的基础上,确定最优参数。其次,基于COMSOL有限元仿真分析技术,完成了结构的模态分析、热弹性Q值分析、频差分析以及抗震特性分析。仿真结果表明,优化的新型结构可实现低频差的设计目标,在高频率的情况下可实现高Q值。同时在分析热通量的基础上,提出双辐条结构并进行仿真验证,结果表明该结构可显着减小表面热耗散,增大热弹性Q值。另外,在研究CDRG结构抗过载能力的同时,提出质量块集中悬挂方式,该方式能够显着增大结构有效质量,降低机械热噪声。抗过载仿真结果表明CDRG结构可以承受高加速度冲击载荷而无需任何特殊保护,证明了结构设计的可行性和合理性。通过加工样品的实测,结果表明该结构加工工艺误差小,谐振频率对称性好于圆环形结构,平均初始频差为0.56Hz（29.9ppm）。实测数据Q值为113k,与0.3Pa气压下理论计算和仿真Q值119k接近,测试灵敏度为1.335μm/（rad/s）,ARW（角度随机游走）为0.1°/sqrt（h）,符合在高频率的情况下实现高Q值设计目标,为MEMS结构设计及性能提高提供了一定的理论参考。
王国庆[9]（2019）在《MEMS陀螺仪误差机理分析及测试方法研究》文中研究表明陀螺仪是惯性导航系统中的核心惯性敏感器件之一,用来测量载体的角运动信息。微机电陀螺仪相比于传统的陀螺仪具有功耗低、体积小、成本低可以批量化制造等优点,在消费电子、汽车工业、航空航天以及武器装备等领域得到广泛的应用,具有极大的发展潜能和提升空间。然而,微机电陀螺仪是一个复杂的机电耦合系统,在生产制造过程中容易受到各种非理想因素的干扰,最终会降低微机电陀螺仪的工作性能。为了提高微机电陀螺仪的工作性能,从根本上分析各种干扰引入的误差十分必要。本文以无驱动梳齿便于批量化制造的蝶形微机电陀螺仪为研究对象,围绕蝶形微机电陀螺仪的自身误差进行分析。对蝶形微机电陀螺仪的基础理论进行了分析,详细介绍了陀螺仪的敏感结构,推导了工作模态中的驱动力矩和检测力矩,分析了基于简化模型的陀螺仪的稳态响应,分析了电容检测电路和角速度解调电路的工作原理。对蝶形微机电陀螺仪的原理性误差进行了研究,基于具有耗散力的拉格朗日方程建立了蝶形微机电陀螺仪的完整动力学方程,对动力学方程进行了分析、简化和求解,分析了原理性正交误差项与有用信号项的关系。研究了倾斜支撑梁存在的结构性误差对陀螺仪的灵敏度以及驱动力矩的影响。对蝶形微机电陀螺仪的敏感结构误差进行了分析,分析了质量块的误差对工作模态谐振角频率、陀螺仪输出幅值的影响。分析了电极误差中的电极面积不等和电极间隙不等以及装配误差中的线性错位误差和角度错位误差对驱动力矩、差分驱动电容变化量、差分检测电容变化量的影响。基于蝶形微机电陀螺仪的完整动力学方程的稳态响应,提出了针对蝶形微机电陀螺仪的误差模型,设计了测试试验,经过试验得到了误差模型中的各项系数。
欧芬兰[10]（2019）在《圆片级真空封装蝶翼式微陀螺优化设计》文中研究指明陀螺仪是智能系统的关键组成部分之一,它能够测量运动载体相对于惯性空间旋转角速度运动参数,被广泛的应用于军事和民用领域。MEMS微陀螺具有尺寸小、可靠性高、功耗低、成本低、易于批量制造等优势,特别适用于需求量大、追求成本低的应用领域,因而受到了各国的高度重视。本论文以蝶翼式微陀螺作为研究对象,为提高陀螺性能并适应大尺寸圆片级真空封装批量化工艺,对其结构尺寸进行小型化改进设计。论文从动力学理论分析、非线性振动系统理论建模、结构优化设计、容差能力分析、正交误差控制等方面开展了研究,主要研究内容如下:1、以圆片级真空封装蝶翼式微陀螺为研究对象,完成了蝶翼式微陀螺敏感结构的整体优化设计,阐述了蝶翼式微陀螺敏感结构的工作原理,建立了蝶翼式微陀螺关于驱动振动幅值和灵敏度等主要参数的理论模型;在此基础上,获得了蝶翼式微陀螺的理论性能参数,为后续结构优化设计建立了设计目标;介绍了陀螺非线性振动系统原理,并建立了蝶翼式微陀螺驱动模态和检测模态的非线性理论模型。2、对蝶翼式微陀螺的振动梁进行了优化设计和容差能力分析。蝶翼式微陀螺的整体尺寸缩减5.6倍,导致振动梁对工艺误差更加敏感。论文研究了蝶翼式微陀螺加工工艺误差对零偏不稳定性的影响机理,定量分析了振动斜梁主要误差与陀螺主要性能指标之间的内在关系;通过优化蝶翼式微陀螺振动梁截面形状,合理设计加工工艺方案,获得了具有较强工艺容差能力的蝶翼式敏感结构;并通过仿真分析确定了优化后的振动梁结构尺寸。3、提出了一种新型的折叠梁式应力释放结构,在显着改善结构对称性的同时获得了较好的应力释放效果。理论分析了驱动和检测模态频率与频差等陀螺的固有特性随环境温度变化而发生的变化,研究了热应力、结构应力、温度变化等因素对蝶翼式微陀螺性能的影响;对比分析了多种应力释放结构,提出了一种折叠梁式应力释放结构;通过仿真分析,确定了应力释放结构的最优尺寸参数。4、提出了采用静电修调抑制蝶翼式微陀螺正交误差的方法,有效提升了陀螺零偏不稳定性。正交误差信号导致的零偏输出信号与陀螺实际角速度检测输出信号混杂在一起,严重影响陀螺的信噪比,限制陀螺性能的提升。论文分析了蝶翼式微陀螺的正交误差的产生及其对陀螺零偏不稳定性的影响机理,建立了陀螺模态耦合误差模型;通过分析加工工艺对陀螺正交误差和灵敏度的影响程度,提出了基于正交误差静电修调的方法来实现对蝶翼式微陀螺的正交误差的抑制。5、完成了蝶翼式微陀螺敏感结构的制造,并对其主要特征参数进行了测试。对陀螺尺寸误差、谐振频率、Q值、正交误差量等敏感结构固有特征参数的重复性和一致性进行了测试与评估验证了工艺容差设计的合理性;对陀螺样机进行了热应力实验和静电修调实验,验证了折叠梁式应力释放结构和正交误差静电修调方法的有效性;对陀螺样机的非线性振动效应进行了测试,验证了蝶翼式陀螺非线性振动理论的准确性;最后,对陀螺样机整体性能进行了测试,蝶翼式微陀螺的零偏不稳定性达到了0.56o/h（Allan方差）。
二、音叉式硅微机械振动陀螺仪的粘滞阻尼研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、音叉式硅微机械振动陀螺仪的粘滞阻尼研究（论文提纲范文）
（1）双层光栅面内检测的微陀螺工艺关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 MEMS陀螺发展现状 |
| 1.2.2 光栅微位移测量发展现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 双层光栅微陀螺理论基础 |
| 2.1 哥氏效应原理 |
| 2.2 微陀螺动力学特性分析 |
| 2.2.1 微陀螺动力学方程建立 |
| 2.2.2 微陀螺动力学方程分析 |
| 2.3 微陀螺结构阻尼分析 |
| 2.4 微陀螺电磁驱动分析 |
| 2.5 双层光栅微位移检测分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 双层光栅微陀螺结构设计及仿真 |
| 3.1 工作原理 |
| 3.2 微陀螺结构仿真与计算 |
| 3.2.1 结构仿真 |
| 3.2.2 驱动方向理论参数计算 |
| 3.2.3 检测方向理论参数计算 |
| 3.2.4 微陀螺结构灵敏度仿真计算 |
| 3.3 双层光栅微陀螺性能参数计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 双层光栅微陀螺工艺设计及关键工艺研究 |
| 4.1 双层光栅微陀螺工艺设计 |
| 4.1.1 键合方式选择 |
| 4.1.2 工艺流程设计 |
| 4.1.3 光刻版图设计 |
| 4.2 双层光栅微陀螺关键工艺研究 |
| 4.2.1 硅结构加工工艺 |
| 4.2.2 玻璃片加工工艺 |
| 4.2.3 阳极键合工艺 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 双层光栅微陀螺表征与测试 |
| 5.1 阳极键合质量表征与测试 |
| 5.1.1 键合质量分析 |
| 5.1.2 互联界面分析 |
| 5.1.3 剪切强度分析 |
| 5.1.4 电学性能分析 |
| 5.1.5 冲击分析 |
| 5.2 微陀螺结构表征与测试 |
| 5.2.1 微陀螺结构表征 |
| 5.2.2 微陀螺幅频特性测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）车载微振动陀螺仪的结构设计与仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微振动陀螺仪的概述 |
| 1.2.1 微振动陀螺仪的分类和性能 |
| 1.2.2 微振动陀螺仪的特点 |
| 1.2.3 微振动陀螺仪在汽车上的应用与技术指标 |
| 1.3 微振动陀螺仪国内外研究现状 |
| 1.3.1 微振动陀螺仪国外研究现状 |
| 1.3.2 微振动陀螺仪国内研究现状 |
| 1.4 研究目的及意义 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 微振动陀螺仪的动态特性分析 |
| 2.1 科氏效应 |
| 2.2 典型单质量微振动陀螺仪的动力学特性分析 |
| 2.2.1 微振动陀螺仪的机械灵敏度与带宽分析 |
| 2.2.2 微振动陀螺仪的电容检测灵敏度分析 |
| 2.3 微振动陀螺仪的正交解耦方法 |
| 2.4 微振动陀螺仪的双质量驱动方法 |
| 2.5 车载微振动陀螺仪结构设计的关键点 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 双质量全解耦微振动陀螺仪的结构设计与仿真 |
| 3.1 微振动陀螺仪的双质量全解耦方案设计 |
| 3.1.1 整体方案设计 |
| 3.1.2 支撑解耦弹簧设计 |
| 3.1.3 双质量驱动与检测耦合弹簧设计 |
| 3.1.4 整体结构布局设计 |
| 3.2 微振动陀螺仪的动力学理论分析 |
| 3.2.1 微振动陀螺仪的等效动力学模型 |
| 3.2.2 微振动陀螺仪的模态匹配设计 |
| 3.3 微振动陀螺仪的有限元仿真分析 |
| 3.3.1 模态分析 |
| 3.3.2 谐响应分析 |
| 3.3.3 重力影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 二自由度检测微振动陀螺仪的结构设计与仿真 |
| 4.1 二自由度检测微振动陀螺仪的动力学理论分析 |
| 4.1.1 检测系统的特征频率分析 |
| 4.1.2 检测系统的增益与带宽分析 |
| 4.1.3 检测系统的频响分析 |
| 4.2 二自由度检测微振动陀螺仪的结构设计 |
| 4.2.1 整体方案设计 |
| 4.2.2 驱动与检测的模态匹配设计 |
| 4.2.3 检测质量的位移响应分析 |
| 4.3 二自由度检测微振动陀螺仪的鲁棒性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）硅微机械轴对称陀螺测控技术与性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 微机械陀螺测控技术研究现状 |
| 1.2.1 微机械陀螺测控技术概述 |
| 1.2.2 速率模式测控技术的国外研究现状 |
| 1.2.3 速率模式测控技术的国内研究现状 |
| 1.3 关键性能指标 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 1.4.1 尚存在的问题 |
| 1.4.2 本论文研究内容 |
| 第二章 圆盘式微机械陀螺的基础理论 |
| 2.1 陀螺结构及工作原理 |
| 2.1.1 类蛛网型圆盘陀螺结构 |
| 2.1.2 角速率检测原理 |
| 2.2 动力学模型与稳态响应 |
| 2.2.1 运动方程 |
| 2.2.2 稳态响应 |
| 2.2.3 振动特性参数测量 |
| 2.3 基本工作模式 |
| 2.3.1 速率积分模式 |
| 2.3.2 速率模式 |
| 2.3.3 速率积分与速率模式的差异 |
| 2.4 速率模式下的驱动与检测技术 |
| 2.4.1 静电驱动及电容检测方式 |
| 2.4.2 驱动模态控制技术 |
| 2.4.3 敏感模态检测技术 |
| 2.4.4 模态匹配技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 零偏误差形成机制与影响因素分析 |
| 3.1 零偏的形成机制分析 |
| 3.1.1 零偏组成 |
| 3.1.2 零偏的形成机制 |
| 3.1.3 零偏对检测精度的影响分析 |
| 3.2 结构不对称性引起的误差分析 |
| 3.2.1 振型偏转的耦合干扰 |
| 3.2.2 振型偏转的电极校正 |
| 3.3 馈通电容引起的误差分析 |
| 3.3.1 电馈通误差 |
| 3.3.2 EAM检测对电馈通的抑制 |
| 3.4 测控电路引起的误差分析 |
| 3.4.1 电路相移误差 |
| 3.4.2 电路噪声误差 |
| 3.4.3 检测电容失配引起的误差 |
| 3.5 环境温度引起的误差分析 |
| 3.5.1 温度对标度因数的影响 |
| 3.5.2 频率和Q值的温度特性测试 |
| 3.5.3 温度补偿方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 FTR闭环检测对零偏稳定性的提升分析 |
| 4.1 开环检测 |
| 4.1.1 系统架构 |
| 4.1.2 传递函数分析 |
| 4.1.3 标度因数及带宽 |
| 4.2 力平衡闭环检测(FTR) |
| 4.2.1 系统架构 |
| 4.2.2 传递函数分析 |
| 4.2.3 标度因数及带宽 |
| 4.2.4 对频率裂解的抑制 |
| 4.3 数值计算对比分析 |
| 4.3.1 系统特性的对比分析 |
| 4.3.2 开环对检测输出的影响 |
| 4.3.3 FTR闭环对检测输出的影响 |
| 4.4 系统仿真验证 |
| 4.5 实验结果及分析 |
| 4.5.1 实验平台 |
| 4.5.2 标度因数测量 |
| 4.5.3 带宽测量 |
| 4.5.4 零偏测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 FTR闭环下电路相移对零偏的影响及抑制方法 |
| 5.1 FTR闭环的相位分析 |
| 5.1.1 相位模型 |
| 5.1.2 相移对检测输出的影响 |
| 5.2 电路相移补偿 |
| 5.2.1 电路相移的计算 |
| 5.2.2 相移补偿 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 电路相移计算与验证 |
| 5.3.2 零偏的性能比较 |
| 5.3.3 温度灵敏度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 FTR闭环下系统噪声对零偏的影响及抑制方法 |
| 6.1 EAM下的噪声馈通分析 |
| 6.2 FTR闭环的噪声模型 |
| 6.2.1 噪声传递函数 |
| 6.2.2 噪声等效角速率 |
| 6.2.3 数值计算 |
| 6.3 噪声优化方法 |
| 6.3.1 增益对噪声的影响 |
| 6.3.2 各项噪声的优化方法 |
| 6.4 噪声系统仿真 |
| 6.5 实验结果及分析 |
| 6.5.1 馈通系数的测量 |
| 6.5.2 主要噪声源测量与分析 |
| 6.5.3 馈通噪声的优化 |
| 6.5.4 零偏的性能比较 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 MEMS轴对称陀螺国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的选题和主体框架: |
| 第二章 微机械轴对称陀螺基本理论 |
| 2.1 科里奥利效应 |
| 2.2 轴对称陀螺仪动力学 |
| 2.3 主要性能指标分析 |
| 2.3.1 分辨率 |
| 2.3.2 灵敏度 |
| 2.3.3 带宽 |
| 2.3.4 零偏及零偏不稳定性 |
| 2.3.5 其他主要性能指标 |
| 2.4 模态耦合误差 |
| 2.4.1 刚度耦合误差 |
| 2.4.2 阻尼耦合误差 |
| 2.5 工作模式 |
| 2.5.1 开环模式 |
| 2.5.2 力再平衡模式 |
| 2.5.3 全角模式 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究 |
| 3.1 MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型 |
| 3.2 频率裂解抑制途径及设想方案 |
| 3.3 实验样机设计及制造工艺 |
| 3.3.1 实验样机设计 |
| 3.3.2 制造工艺 |
| 3.4 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的相对频率裂解敏感度分析 |
| 3.4.1 结构误差理论模型分析 |
| 3.4.2 加工误差仿真模型分析 |
| 3.5 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的测试结果对比 |
| 3.5.1 频率响应测试 |
| 3.5.2 温度稳定性测试 |
| 3.6 对比验证 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称误差研究 |
| 4.1 能量耗散与Q的关系 |
| 4.2 气体阻尼损耗机制 |
| 4.2.1 修正连续流体模型 |
| 4.2.2 能量传递模型 |
| 4.3 热弹性阻尼损耗机制 |
| 4.3.1 Zener解析模型 |
| 4.3.2 COMSOL有限元模型 |
| 4.4 锚点阻尼损耗机制 |
| 4.5 其他阻尼损耗机制 |
| 4.5.1 表面阻尼损耗机制 |
| 4.5.2 电子阻尼损耗机制 |
| 4.5.3 Akhiezer阻尼损耗机制 |
| 4.6 阻尼非对称误差机理理论分析 |
| 4.6.1 气体阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.6.2 热弹性阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.7 实验验证 |
| 4.7.1 能量损耗机制理论模型测试验证 |
| 4.7.2 阻尼非对称误差机理理论模型测试验证 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的结构特性分析及性能测试 |
| 5.1 陀螺结构设计方案 |
| 5.2 谐振器结构特性分析 |
| 5.2.1 模态分析 |
| 5.2.2 过载分析 |
| 5.2.3 参数设计 |
| 5.2.4 振幅放大效应 |
| 5.3 电容换能器结构特性分析 |
| 5.3.1 静电激励 |
| 5.3.2 电容检测 |
| 5.3.3 刚度调谐 |
| 5.4 非线性效应 |
| 5.4.1 静电非线性效应 |
| 5.4.2 电容非线性效应 |
| 5.5 力再平衡闭环检测 |
| 5.6 性能评估 |
| 5.6.1 模态匹配 |
| 5.6.2 非线性测试 |
| 5.6.3 标度因子测试 |
| 5.6.4 零偏稳定性测试 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）硅微陀螺仪闭环检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硅微陀螺仪研究现状 |
| 1.2.2 信号处理技术研究现状 |
| 1.2.3 正交误差校正研究现状 |
| 1.3 研究内容及论文章节安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 2 硅微陀螺仪基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硅微陀螺仪工作原理 |
| 2.2.1 科里奥利力 |
| 2.2.2 动力学微分方程分析 |
| 2.3 信号处理技术 |
| 2.3.1 电容检测技术 |
| 2.3.2 检测控制技术 |
| 2.3.3 角速度解调 |
| 2.3.4 解调器设计 |
| 2.4 硅微陀螺仪测控系统基本架构 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Sigma-Delta ADC设计与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Sigma-Delta ADC设计 |
| 3.2.1 设计指标 |
| 3.2.2 调制器架构 |
| 3.2.3 调制器建模 |
| 3.3 数字滤波器模型 |
| 3.3.1 CIC滤波器的结构选取 |
| 3.3.2 CIC滤波器的仿真模型 |
| 3.4 Sigma-Delta ADC整体模型仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 硅微陀螺仪检测技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数字解调算法设计 |
| 4.2.1 乘法解调算法 |
| 4.2.2 同步积分解调算法 |
| 4.3 算法仿真对比 |
| 4.3.1 幅值输出对比 |
| 4.3.2 抗噪性能对比 |
| 4.4 闭环检测技术原理及模型 |
| 4.4.1 闭环检测技术基本原理 |
| 4.4.2 闭环检测技术模型构建 |
| 4.5 闭环检测技术仿真 |
| 4.5.1 闭环检测系统性能分析 |
| 4.5.2 闭环检测系统仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 硅微陀螺仪正交误差校正技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 正交误差的产生原因 |
| 5.3 正交误差校正系统设计 |
| 5.3.1 正交误差信号提取 |
| 5.3.2 正交误差校正系统构建 |
| 5.4 正交误差校正仿真 |
| 5.4.1 正交误差闭环校正仿真 |
| 5.4.2 正交误差校正对检测输出的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 硅微陀螺仪控制系统试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验系统组成 |
| 6.2.1 测控电路 |
| 6.2.2 实验设备 |
| 6.3 硅微陀螺仪主要性能测试 |
| 6.3.1 标度因子测试 |
| 6.3.2 零偏测试 |
| 6.3.3 整体性能指标 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文研究总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的成果 |
| 附录 :图表索引 |
| 致谢 |
（6）基于SOI的结构解耦四质量块微陀螺仪的设计与制备探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微陀螺仪概述 |
| 1.1.1 微陀螺仪的主要性能指标 |
| 1.1.2 微陀螺仪的主要类型 |
| 1.2 四质量块微陀螺仪的研究概况 |
| 1.2.1 微振动陀螺仪的国内外研究进展 |
| 1.2.2 四质量块微陀螺仪的国内外研究进展 |
| 1.3 论文主要研究内容及意义 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 结构解耦四质量块微陀螺仪的工作机理和总体方案 |
| 2.1 微振动陀螺仪的工作原理 |
| 2.1.1 科氏效应 |
| 2.1.2 动力学分析 |
| 2.2 微振动陀螺仪的驱动方式 |
| 2.2.1 平行板驱动 |
| 2.2.2 梳齿驱动 |
| 2.3 结构解耦四质量块微陀螺仪的基本原理 |
| 2.3.1 基本框架 |
| 2.3.2 物理学模型 |
| 2.3.3 运动学分析 |
| 2.3.4 工作机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 结构解耦四质量块微陀螺仪的设计和仿真验证 |
| 3.1 结构解耦四质量块微陀螺仪设计 |
| 3.1.1 梳齿电极设计 |
| 3.1.2 弹性梁设计 |
| 3.1.3 同步耦合杠杆设计 |
| 3.2 结构解耦参数优化 |
| 3.2.1 折叠梁刚度分析 |
| 3.2.2 解耦优化 |
| 3.3 结构解耦四质量块微陀螺仪的仿真验证 |
| 3.3.1 模态仿真分析 |
| 3.3.2 重力过载仿真 |
| 3.3.3 热弹性阻尼Q值仿真 |
| 3.3.4 谐响应分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结构解耦四质量块微陀螺仪的工艺研究 |
| 4.1 结构解耦四质量块微陀螺仪的工艺方案 |
| 4.1.1 工艺方案一 |
| 4.1.2 工艺方案二 |
| 4.1.3 可行性分析 |
| 4.2 结构解耦四质量块微陀螺仪的工艺制备 |
| 4.2.1 材料准备阶段 |
| 4.2.2 工艺加工阶段 |
| 4.2.3 引线封装阶段 |
| 4.3 工艺加工过程中的问题解决与参数优化 |
| 4.3.1 阳极键合过程中的问题及解决方案 |
| 4.3.2 光刻曝光过程中的工艺参数优化 |
| 4.3.3 刻蚀过程中的问题及解决方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结构解耦四质量块微陀螺仪的表征和测试 |
| 5.1 结构参数测试 |
| 5.1.1 梳齿结构 |
| 5.1.2 折叠梁 |
| 5.1.3 同步耦合杠杆 |
| 5.2 解耦效果测试 |
| 5.3 谐振频率扫描测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 主要工作 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文及申请的专利 |
（7）硅微机械陀螺仪高过载动态响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅微机械陀螺仪概述 |
| 1.1.1 硅微机械陀螺仪的应用 |
| 1.1.2 硅微机械陀螺仪的分类 |
| 1.2 硅微机械陀螺仪国内外研究概况 |
| 1.3 高过载硅微机械陀螺仪研究概况 |
| 1.4 课题背景与意义 |
| 1.5 课题来源与研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 硅微机械陀螺仪基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硅微机械陀螺仪基本工作原理 |
| 2.2.1 哥氏加速度 |
| 2.2.2 动力学模型 |
| 2.3 硅微机械陀螺仪驱动和检测原理 |
| 2.3.1 梳齿电容静电力驱动原理 |
| 2.3.2 梳齿电容检测原理 |
| 2.4 高过载硅微机械陀螺仪结构介绍 |
| 2.5 硅微机械陀螺仪测控系统总体框架 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 敏感结构高过载动态响应分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硅微机械陀螺仪封装模型及高过载载荷模型 |
| 3.2.1 硅微机械陀螺仪封装模型 |
| 3.2.2 高过载载荷数学模型 |
| 3.3 硅微机械陀螺仪敏感结构高过载响应模型 |
| 3.3.1 敏感结构高过载动力学分析 |
| 3.3.2 高过载载荷特征参数的影响分析 |
| 3.4 电容检测信号高过载动态响应分析 |
| 3.4.1 敏感结构位移检测过程非线性特性 |
| 3.4.2 陀螺仪电容检测信号高过载动态响应仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 陀螺仪驱动轴向高过载动态响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 驱动轴向运动分析 |
| 4.3 驱动回路控制模型 |
| 4.3.1 自激驱动线性化模型 |
| 4.3.2 AGC回路控制器设计 |
| 4.4 驱动轴向高过载影响分析 |
| 4.4.1 高过载载荷对驱动控制回路的影响 |
| 4.4.2 高过载载荷对哥氏输出信号的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 陀螺仪检测轴向高过载动态响应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 检测轴向运动分析 |
| 5.3 开环检测高过载动态响应分析 |
| 5.3.1 开环检测原理 |
| 5.3.2 高过载载荷对开环检测系统影响 |
| 5.4 闭环检测高过载动态响应分析 |
| 5.4.1 闭环检测原理及控制器设计 |
| 5.4.2 高过载载荷对闭环检测系统的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 硅微陀螺仪整机性能测试与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 测试电路与实验设备 |
| 6.3 系统性能测试 |
| 6.3.1 标度因数相关性能测试 |
| 6.3.2 零偏相关性能测试 |
| 6.3.3 冲击性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文研究总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（8）新型十六边形类蛛网陀螺结构设计和仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 轴对称环式陀螺国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 MEMS陀螺设计基础及能量耗散机制 |
| 2.1 科氏力原理 |
| 2.2 基本性能参数 |
| 2.2.1 环式陀螺结构参数对噪声的影响 |
| 2.2.2 环式陀螺结构参数和机械灵敏度的关系 |
| 2.2.3 环式陀螺的频率裂解对ARW的影响 |
| 2.3 环式结构能量耗散机制 |
| 2.3.1 热弹性阻尼 |
| 2.3.2 气体阻尼 |
| 2.3.3 锚点损耗 |
| 2.3.4 其它阻尼 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 CDRG整体结构设计和模态分析 |
| 3.1 CDRG的结构参数设计 |
| 3.2 结构材料选择 |
| 3.3 CDRG模态仿真分析 |
| 3.4.1 有限元分析与COMSOL简介 |
| 3.4.2 模态仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CDRG结构特性仿真分析 |
| 4.1 热弹性Q值仿真分析 |
| 4.1.1 固体热弹性控制方程 |
| 4.1.2 CDRG热弹性Q值计算及其温度特性 |
| 4.2 温度和频差的关系 |
| 4.3 工艺误差对频差的影响 |
| 4.4 外界载荷对结构特性分析 |
| 4.4.1 外界载荷对结构抗震性分析 |
| 4.4.2 外界载荷对结构频差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 工艺与测试结果分析 |
| 5.1 加工工艺 |
| 5.2 测试结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）MEMS陀螺仪误差机理分析及测试方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 微机电陀螺仪国内外研究现状 |
| 1.2.1 微机电陀螺仪国外研究现状 |
| 1.2.2 微机电陀螺仪国内研究现状 |
| 1.3 微机电陀螺仪误差研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 微机电陀螺仪的基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工作原理 |
| 2.2.1 哥氏效应 |
| 2.2.2 敏感结构分析 |
| 2.2.3 工作模态分析 |
| 2.3 动力学分析 |
| 2.3.1 动力学模型 |
| 2.3.2 稳态响应分析 |
| 2.4 信号处理电路分析 |
| 2.4.1 电容检测电路 |
| 2.4.2 角速度解调电路 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微机电陀螺仪原理性误差分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动力学方程构建 |
| 3.2.1 拉格朗日方程 |
| 3.2.2 动力学方程 |
| 3.3 工作原理误差分析 |
| 3.3.1 驱动模态方程分析 |
| 3.3.2 检测模态方程分析 |
| 3.3.3 稳态响应结果分析 |
| 3.4 结构形式误差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微机电陀螺仪敏感结构误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 质量块误差分析 |
| 4.3 电极误差分析 |
| 4.3.1 面积不等 |
| 4.3.2 间隙不等 |
| 4.4 装配误差分析 |
| 4.4.1 线性错位 |
| 4.4.2 角度错位 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微机电陀螺仪测试方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微机电陀螺仪的误差模型 |
| 5.3 微机电陀螺仪测试方法理论 |
| 5.3.1 安装误差测试方法理论 |
| 5.3.2 误差系数测试方法理论 |
| 5.4 微机电陀螺仪测试方法实践 |
| 5.4.1 测试设备介绍 |
| 5.4.2 测试步骤设计 |
| 5.4.3 测试结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）圆片级真空封装蝶翼式微陀螺优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 国外研究现状 |
| 1.3 国内研究现状 |
| 1.4 本单位研究基础 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第二章 圆片级真空封装蝶翼式微陀螺理论基础 |
| 2.1 蝶翼式微陀螺的结构设计 |
| 2.1.1 微陀螺的整体结构设计 |
| 2.1.2 微陀螺的工作模态 |
| 2.2 蝶翼式微陀螺的动态特性 |
| 2.2.1 主轴方位角 |
| 2.2.2 驱动力矩与哥氏力矩 |
| 2.2.3 动态特性分析 |
| 2.3 蝶翼式微陀螺的性能参数计算 |
| 2.4 蝶翼式微陀螺的非线性振动现象研究 |
| 2.4.1 陀螺模态非线性振动原理 |
| 2.4.2 驱动模态的非线性建模 |
| 2.4.3 检测模态的非线性建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 蝶翼式微陀螺振动斜梁结构优化设计 |
| 3.1 振动斜梁的设计分析 |
| 3.1.1 振动斜梁截面类型 |
| 3.1.2 斜梁截面的主轴方位角 |
| 3.1.3 主轴方位角与灵敏度的关系 |
| 3.2 加工工艺误差对陀螺主轴方位角影响分析 |
| 3.3 斜梁截面容差能力对比 |
| 3.3.1 硅厚度误差分析 |
| 3.3.2 刻蚀深度误差分析 |
| 3.3.3 上端宽度误差分析 |
| 3.3.4 底端宽度误差分析 |
| 3.3.5 深硅刻蚀角度偏差分析 |
| 3.3.6 容差能力对比分析总结 |
| 3.4 六边形斜梁截面具体尺寸优化设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 蝶翼式微陀螺应力释放结构优化设计 |
| 4.1 蝶翼式微陀螺的热应力分析 |
| 4.1.1 微陀螺的应力形成原理 |
| 4.1.2 微陀螺斜梁的热应力变形 |
| 4.2 蝶翼式微陀螺的轴向应力影响 |
| 4.2.1 轴向应力对陀螺频率的影响 |
| 4.2.2 轴向应力对陀螺灵敏度的影响 |
| 4.3 蝶翼式微陀螺的应力释放结构设计 |
| 4.3.1 折叠梁式应力释放结构设计 |
| 4.3.2 折叠梁式应力释放结构具体尺寸设计 |
| 4.3.3 全温区热应力释放效果仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 蝶翼式微陀螺正交误差抑制方法研究 |
| 5.1 蝶翼式微陀螺的正交误差 |
| 5.1.1 正交误差形成原理 |
| 5.1.2 正交误差对零偏输出影响原理 |
| 5.2 工艺误差对正交误差的影响 |
| 5.2.1 斜梁宽度误差 |
| 5.2.2 斜梁腐蚀深度误差 |
| 5.2.3 斜梁腐蚀角度误差 |
| 5.2.4 应力释放梁宽度误差 |
| 5.2.5 质量块侧蚀误差 |
| 5.3 正交误差抑制方法 |
| 5.3.1 电极结构的优化设计 |
| 5.3.2 正交误差控制理论分析 |
| 5.3.3 正交误差控制仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 蝶翼式微陀螺样机研制和性能测试 |
| 6.1 蝶翼式微陀螺加工工艺方案设计 |
| 6.1.1 加工工艺步骤设计 |
| 6.1.2 加工工艺关键难点 |
| 6.1.3 陀螺样机的加工实物 |
| 6.1.4 陀螺样机的真空度标定 |
| 6.2 蝶翼式微陀螺性能参数测量 |
| 6.2.1 结构尺寸误差测量 |
| 6.2.2 谐振频率和Q值测量 |
| 6.3 蝶翼式微陀螺热应力测试 |
| 6.4 蝶翼式微陀螺静电修调测试 |
| 6.4.1 陀螺测控电路设计 |
| 6.4.2 陀螺正交误差静电修调测试 |
| 6.5 蝶翼式微陀螺非线性测试 |
| 6.6 蝶翼式微陀螺零偏不稳定性性能测试 |
| 6.6.1 陀螺标度因数测试 |
| 6.6.2 陀螺零偏不稳定性测试 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、音叉式硅微机械振动陀螺仪的粘滞阻尼研究（论文参考文献）
- [1]双层光栅面内检测的微陀螺工艺关键技术研究[D]. 郝飞帆. 中北大学, 2021(09)
- [2]车载微振动陀螺仪的结构设计与仿真分析[D]. 东泽源. 大连理工大学, 2021
- [3]硅微机械轴对称陀螺测控技术与性能优化研究[D]. 卜峰. 苏州大学, 2020(06)
- [4]MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究[D]. 樊波. 苏州大学, 2020(06)
- [5]硅微陀螺仪闭环检测技术研究[D]. 王盘龙. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [6]基于SOI的结构解耦四质量块微陀螺仪的设计与制备探究[D]. 李敏阳. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]硅微机械陀螺仪高过载动态响应研究[D]. 邢博文. 东南大学, 2019(06)
- [8]新型十六边形类蛛网陀螺结构设计和仿真[D]. 胡文艳. 苏州大学, 2019(04)
- [9]MEMS陀螺仪误差机理分析及测试方法研究[D]. 王国庆. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [10]圆片级真空封装蝶翼式微陀螺优化设计[D]. 欧芬兰. 国防科技大学, 2019(01)