新型硅微动调混合陀螺仪机理分析及设计

为实现动力调谐陀螺仪的小型化、高可靠性和抗冲击等关键指标，在充分利用硅微机械陀螺仪显著优势基础上提高其精度，迫切需要研发一种兼备两种陀螺仪优点的新型陀螺仪。为此，本课题综合运用硅微机械陀螺仪技术和挠性陀螺仪技术，提出一种新型结构的微型动调陀螺仪- - 混合式陀螺仪，其核心部件采用硅基加工设计的动力调谐转子和平衡环结构，以微型永磁直流无刷电机作为驱动载体方式，并设计基于FPGA的数字化电路来实现电机的稳频高速驱动控制。深入分析混合式陀螺仪的电容式信号器和反馈器微机电接口、基于负静电刚度的动力调谐原理与方法，以多变量自适应解耦控制及智能控制算法为基础，研究各种复杂状态下的混合陀螺仪再平衡回路的数字化伺服控制方法，最终整体实现混合陀螺仪基于FPGA的全数字化伺服控制并设计出实验型原理样机。本项目的研究成功将极大推动惯性仪表技术的发展，真正高效地满足社会生产的需要。

为实现动力调谐陀螺仪的小型化、高可靠性和抗冲击等关键指标，在充分利用硅微机械陀螺仪显著优势基础上提高其精度，迫切需要研发一种兼备两种陀螺仪优点的新型陀螺仪。为此，本课题综合运用硅微机械陀螺仪技术和挠性陀螺仪技术，提出一种新型结构的微型动调陀螺仪——混合式陀螺仪，其核心部件采用硅基加工设计的动力调谐转子和平衡环结构，以微型永磁直流无刷电机作为驱动载体方式，并设计基于FPGA的数字化电路来实现电机的稳频高速驱动控制。深入分析混合式陀螺仪的电容式信号器和反馈器微机电接口、基于负静电刚度的动力调谐原理与方法，以多变量自适应解耦控制及智能控制算法为基础，研究各种复杂状态下的混合陀螺仪再平衡回路的数字化伺服控制方法，最终整体实现混合陀螺仪基于FPGA的全数字化伺服控制并设计出实验型原理样机。本项目的研究成功将极大推动惯性仪表技术的发展，真正高效地满足社会生产的需要。