半球谐振陀螺误差建模补偿与力平衡控制方法研究

第1章 绪论1.1 半球谐振陀螺特点1.2 半球谐振陀螺简介1.2.1 半球谐振陀螺结构及基本原理1.2.2 半球谐振陀螺主要优点1.2.3 半球谐振陀螺工作模式1.3 国内外发展动态1.3.1 美国半球谐振陀螺的研究1.3.2 法国半球谐振陀螺的研究1.3.3 俄罗斯半球谐振陀螺的研究1.3.4 国内半球谐振陀螺的研究1.4 半球谐振陀螺发展中存在的问题1.5 半球谐振陀螺建模及误差机理研究现状第2章 半球谐振陀螺动力学建模与进动分析2.1 基于薄壳理论的半球谐振子力学模型2.1.1 一般壳体变形基本方程2.1.2 半球谐振子球壳的基本方程2.2 半球谐振子壳体的动能与弹性势能2.3 半球谐振陀螺等效动力学模型2.4 定量分析与计算实例2.5 实验验证2.6 本章小结第3章 基于振动模型的半球谐振陀螺误差分析3.1 半球谐振陀螺的主要误差来源3.2 半球谐振陀螺误差模型的建立3.2.1 理想条件下谐振子振动方程3.2.2 存在误差耦合项条件下谐振子振动方程3.2.3 二维振动方程到椭圆参数方程的变换3.3 误差分析与仿真3.3.1 主波波腹误差3.3.2 正交波波腹误差3.3.3 主波波腹轴方位角漂移误差3.4 实验验证3.4.1 实验原理3.4.2 实验步骤及结果3.5 本章小结第4章 半球谐振陀螺力平衡控制及其误差抑制4.1 力平衡模式下半球谐振陀螺数学模型4.2 力平衡模式下的半球谐振陀螺控制4.2.1 主振型（驱动）回路的设计与控制4.2.2 从振型（敏感）回路的设计与控制4.3 半球谐振陀螺正交控制回路电极选取及其控制方案设计4.3.1 正交控制误差信号获取4.3.2 正交控制回路控制器设计4.3.3 正交控制回路施力电极的选取4.3.4 正交控制回路控制方案设计4.3.5 正交控制回路实验验证4.4 实验数据分析与结果4.5 本章小结第5章 基于FPGA的半球谐振陀螺检测与驱动控制系统实现5.1 半球谐振陀螺驱动方法5.1.1 电容驱动原理与驱动电压选择5.1.2 驱动高压放大5.2 半球谐振陀螺检测方法5.2.1 位移—电容转换5.2.2 微弱电容检测与信号处理5.2.3 检测电容电极编排5.3 模数接口与数模接口设计5.3.1 ADC转换芯片AD7767接口逻辑设计5.3.2 DAC转换芯片AD5791接口逻辑设计5.4 控制环路的FPGA实现与功能模块划分5.4.1 信号解调单元5.4.2 嵌入式控制单元5.4.3 信号合成单元5.5 数据通讯接口设计与实现5.5.1 FPGA串口发送模块及接口设计5.5.2 上位机串口接收软件设计5.6 本章小结第6章 基于谐振频率的半球谐振陀螺温度漂移补偿6.1 半球谐振陀螺温度补偿方法选择6.2 半球谐振陀螺谐振子的温度一频率特性6.3 半球谐振陀螺谐振子的温度一频率系数标定实验6.4 基于谐振频率的半球谐振陀螺温度建模与温度补偿6.4.1 逐步线性回归方法6.4.2 基于逐步线性回归法的温度补偿6.5 本章小结第7章 结论与展望7.1 全书总结7.2 研究展望参考文献