Анализ и синтез измерительных свойств микромеханических гироскопов, как класса информационно-измерительных систем

• Автор: Никулин, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ГИРОСКОПЫ - КЛАСС ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
1.1. Конструкции и принцип действия микрогироскопов
1.2. Свойства больших систем в переносе на микросистемы
1.3. Классификация гироскопических микросистем
1.4 База данных чувствительных элементов гироскопических
микросистем
Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ МИКРОСИСТЕМ
2.1 Описание динамики чувствительных элементов гироскопических микросистем
2.2 Элементная база ЧЭ гироскопических микросистем
2.2.1 Упругие элементы подвеса
2.2.2 Преобразователи силы и перемещений
2.2.2.1 Электростатические преобразователи силы
2.2.2.2 Электростатические преобразователи перемещения
2.2.2.3 Эффект Pull-in в электростатических преобразователях
2.3 Демпфирование и добротность ЧЭ ГМС
2.3.1. Добротность
2.3.2 Демпфирование
Выводы
3. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ МИКРОСИСТЕМ
3.1 Инструменты и методы анализа динамики ГМС
3.2 Алгоритм экспресс-анализа динамики ГМС
3.3 Реализация алгоритма экспресс-анализа динамики ГМС
3.3.1 Модуль расчёта параметров ЧЭ гироскопических микросистем
3.3.2 Библиотека моделирования гироскопических микросистем
3.3.3. Сопоставимый анализ алгоритма экспресс-анализа
3.3.4. Пример анализа ГМС
Выводы
4 СИНТЕЗ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ МИКРОСИСТЕМ
4.1 Обзор методов и инструментов проектирования ГМС
4.2 Алгоритм проектирования ГМС
4.3. Пример проектирования ГМС
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Пример отчёта базы данных ЧЭ ГМС «MEMSDB»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Акты внедрения результатов диссертационной работы

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ АРУ — автоматическая регулировка усиления ГМС — гироскопическая микросистема ИМ - инерционная масса
КМОП - комплементарный металлооксидный полупроводник ЛА - летательный аппарат МГ - микрогироскоп
МЭМС - микроэлектромеханическая система
РД - режим движения
РЧ - режим чувствительности
САПР - система автоматизированного проектирования и расчёта
УЭ - упругий элемент
ФАПЧ - фазовая автоподстройка частоты
ЧЭ - чувствительный элемент

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ МИКРОСИСТЕМ
2.1 Описание динамики чувствительных элементов гироскопических
микросистем
Анализ конструктивных схем ЧЭ гироскопических микросистем, представленных в «МЕМ8 ОБ», позволил выделить базовые схемы одномассовых и двухмассовых ЧЭ ГМС ТТ-типа, представленные в табл. 2.1 [52], для которых составим уравнения динамики.
Табл. 2.1. Базовые схемы ЧЭ ГМС ТТ-типа