微机电陀螺工艺允差分析及优化设计

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Kila5200
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
相对于传统陀螺,微机电陀螺以其体积小、功耗低、成本低等特性,在对精度要求不高的惯性导航、姿态测量领域有广泛的应用。采用体硅工艺制造的微机电陀螺其测量精度受工艺误差影响较大,且工艺误差对陀螺性能的影响与陀螺结构有关,因而工艺允差分析及陀螺结构的优化设计显得尤为重要。本文研究的是Z轴线振动式微机电陀螺。首先建立陀螺动力学模型,再利用拉格朗日原理建立其在驱动方向和检测方向的动力学方程。Z轴陀螺可舍去一部分耦合作用项得到简化动力学方程,通过解方程得到驱动检测方向位移、品质因数、机械灵敏度、工作带宽等陀螺重要特性表达式。对静电梳齿电容驱动检测机理、静电调谐以及支撑梁刚度及其矩阵表达式进行了总体分析。Z轴陀螺因耦合项引起的原理性误差可以忽略。基于陀螺动力学及静电驱动理论分析了加工工艺引起的质心偏移、电容梳齿结构误差、梁结构误差以及工艺残余应力对陀螺性能的影响,给出相对误差或其作用项表达式。利用ANSYS对陀螺重要组件及整体进行仿真计算。两种支撑梁模态分析及刚度计算结果表明梁结构满足设计需要;梳齿电容仿真数据表明电容对梳齿宽度变化较敏感,梳齿刚度分析表明其在正常工作电压范围内可抗吸附。陀螺3D模型及2D模型模态分析及刚度计算表明陀螺模态频率符合匹配约束,刚度满足解耦要求,且2D模态分析与3D模态分析结果近似。陀螺3D模型及2D模型的过载分析结果表明陀螺满足过载要求。由陀螺各结构工艺相对误差及作用项表达式、陀螺仿真数据、结构参数结合陀螺技术指标计算各结构工艺允差范围。根据微机电陀螺动力学及仿真分析结果,确定其主要性能指标要求。考虑陀螺的指标性约束和设计性约束条件,将梁结构中长宽量作为设计变量,利用ANSYS中优化组件基于不同优化目标函数完成陀螺结构的优化设计
其他文献
为了减少碳排放,发展清洁、节能的汽车是未来的重要方向,而混合电动车(HEVs)被认为是必经的一个阶段。随着汽车节能减排新技术的应用,对电池的要求也越来越高,电池已经逐渐成
目的探讨β-7叶皂苷钠所致静脉炎的干预措施.方法经兔耳静脉静推稀释7-叶皂苷钠,制成静脉炎模型后,将9只健康新西兰大白兔,随机分成3组,分别采用临床常用的2种干预方法对实验
市场体制和科技快速发展虽然为我国绿色食品企业的全面发展创造良好的条件,但同时也对当下的财务管理工作提出了更多的挑战和要求。在此情况之下,相关工作人员就必须要立足于
目的探讨自制药液加冰块交替外敷预防诺维本所致局部反应的效果.方法将43例使用诺维本的患者随机分为对照组和观察组,对照组19例,用50%硫酸镁溶液湿敷;观察组24例,用自制药液
“以人民为中心”思想是习近平治国理政新理念的核心内容,产生于努力全面建成小康社会、实现共同富裕的时代,是符合我国国情实际的科学性理论,为实现中华民族伟大复兴中国梦
文化创意产业在今天已经成为全球的热点。但放眼当下中国创意产业,繁荣之下蕴藏重大危机:在我国大力发展文化产业的宏观政策支持下,传统文化产业出版以及新兴传媒产业如电影、动
报纸
抗肿瘤药物的广泛应用延长了患者生存时间,提高了生活质量,但对医护人员具有职业性危害.就抗肿瘤药对医护人员健康的影响,对医护人员抗肿瘤药物防护的监控以及相应的防护措施