学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

杯形波动陀螺的结构设计与精度分析

作　者: 席翔
导　师: 吴学忠
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 杯形波动陀螺 谐振子 谐振频率 结构设计 精度分析
分类号: V241.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 40次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


杯形波动陀螺是利用哥氏效应工作的振动惯性器件,因其能耗小、成本低、可靠性高和寿命长等优点而极具发展潜力。杯形波动陀螺的工作原理是基于其谐振子绕中心轴旋转时产生哥氏效应,使谐振子相对原驻波振动出现一附加的驻波振动。杯形波动陀螺的性能与其谐振子的结构、制造精度密切相关。本文针对杯形波动陀螺的金属谐振子,开展了以下研究:1.建立了杯形波动陀螺的数学模型,通过环形模型分析了在角速度输入下附加驻波与原驻波幅值之间的关系;通过壳体模型对谐振子的振动特性进行了研究与分析计算。2.研究了杯形谐振子的结构特征,分析了三种支撑结构的差别。通过谐振子模态仿真,研究了谐振频率与结构尺寸的关系。发现过小的支撑杆直径或过厚的谐振环会带来有害振动;材料密度、弹性模量及谐振环对谐振子的影响最为关键,为谐振子的结构设计提供了依据。3.针对谐振子样机,通过激光测振仪对谐振子的模态振型进行了测试工作,研究了非理想谐振子的频率裂解及振型误差现象。理论上分析了工艺误差中的各次谐波对频率裂解的影响,得出工艺缺陷中的四次谐波对谐振子精度影响最大,并对谐振子制造所要达到的轮廓精度进行了分析与仿真预测。4.利用三坐标测量机对谐振子的内外圆轮廓进行了检测,通过对壁厚误差的傅立叶变换分析了其各次谐波分量的大小,对误差成因进行了推测,提出了改善谐振子精度的办法。5.通过试验与仿真,分析了压电电极尺寸及位置精度对频率裂解的影响,以及谐振子的安装非一致性对谐振频率的影响,为提高谐振子的精度、稳定性提供了依据。6.依据结构与精度分析,制作杯形波动陀螺样机,并对其性能进行了测试。陀螺仪在动态范围为±100?/s的情况下,刻度因子为60.1mV/(?/s),线性度为0.83%,短期零偏稳定性为0.007?/s。

全文目录


摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 绪论  11-18
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外杯形波动陀螺研究综述  12-17
    1.2.1 国外杯形波动陀螺的研究与发展概况  12-16
    1.2.2 国内杯形波动陀螺的研究与发展概况  16-17
  1.3 论文的主要研究内容  17-18
第二章 杯形波动陀螺理论模型  18-28
  2.1 杯形波动陀螺的结构及工作原理  18-20
    2.1.1 杯形波动陀螺的基本结构  18-19
    2.1.2 杯形波动陀螺的工作原理  19-20
  2.2 杯形波动陀螺的数学建模  20-27
    2.2.1 谐振子的环形模型  20-22
    2.2.2 谐振子的壳体模型  22-27
  2.3 本章小节  27-28
第三章 杯形谐振子的结构分析与设计  28-38
  3.1 杯形波动陀螺的结构  28-35
    3.1.1 谐振子的材料及结构特征  28-29
    3.1.2 谐振子的模态及支撑结构  29-32
    3.1.3 谐振子结构参数与频率的关系  32-35
    3.1.4 谐振子结构参数的影响程度分析  35
  3.2 杯形波动陀螺谐振子参数化设计  35-37
  3.3 本章小节  37-38
第四章 杯形谐振子的误差机理与精度分析  38-53
  4.1 谐振子的频率裂解与振型误差  38-44
    4.1.1 谐振子的频率裂解  38-41
    4.1.2 谐振子的振型测试与误差  41-44
  4.2 谐振子精度测量与研究  44-52
    4.2.1 谐振子形位精度检测与分析  44-50
    4.2.2 压电电极的尺寸及位置精度  50-51
    4.2.3 谐振子的安装非一致性影响  51-52
  4.3 本章小节  52-53
第五章 杯形波动陀螺的性能测试  53-58
  5.1 测试系统介绍  53-55
    5.1.1 主要性能指标  53-54
    5.1.2 测试系统组成  54-55
    5.1.3 测试方法介绍  55
  5.2 测试结果及性能分析  55-57
    5.2.1 刻度因子与线性度测试  55-56
    5.2.2 零偏稳定性测试  56
    5.2.3 分析总结  56-57
  5.3 本章小节  57-58
第六章 总结与展望  58-60
  6.1 全文总结  58
  6.2 研究展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-66
作者在学期间取得的学术成果  66

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 阀外置式小排量抽油泵的设计及性能仿真分析,TE933.3
  3. 女装泡泡袖造型与结构设计研究,TS941.2
  4. 针织女装基础纸样设计及应用研究,TS941.2
  5. 中式元素在老年服饰设计中的艺术及技术体现,TS941.2
  6. 可回收式水平海底管道连接器关键技术研究,TE973
  7. 海底犁式挖沟机的设计研究及稳定性分析,TE952
  8. 列管式固定床反应器的模拟与设计,TQ052
  9. 车用旋片式电子真空泵的设计与试验研究,TB752
  10. 单层紧凑型双频RFID天线的研究分析,TN822
  11. 2000KN热成形伺服压力机结构设计,TG385
  12. 满液式太阳能蒸汽发生器的结构设计及传热研究,TK124
  13. RFID标签封装设备热压模块的设计与实现,TP391.44
  14. 电子商务时代的企业产品结构研究,F273.2
  15. 多自由度微创手术取样机器人研究,TP242
  16. 旋转机头式数控弯丝机的设计与研究,TG305
  17. 中频轴承感应加热装置的研究,TG95
  18. 数字技术在建筑设计中的应用研究,TU201.4
  19. 河南典型砂土的低温陶瓷固化机理及技术研究,U414
  20. Ka波段E面环行器建模、结构设计及宽带化技术研究,TN621
  21. 多晶硅纳米膜加速度传感器结构研究,TP212

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 航空仪表、航空设备 > 陀螺仪表
© 2012 www.xueweilunwen.com