第21卷第8期 2013年8月
1004-924X(2013)08-2087-08
文章编号
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
Vol.21No.8
Aug.2013
脉冲密度反馈对力平衡微机械陀螺的影响
杨亮，苏岩*，裘安萍，夏国明
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094）
摘要：通过研究脉冲密度反馈力对微机械陀螺性能的影响，设计了基于机电结合乙△调制器原理的微机械陀螺检测闭环电路。首先，根据微机械陀螺敏感模态的等效形式，分析得出脉冲密度反馈力对敏感模态的影响机理可以分为负刚度效应和增益效应两部分，且负例度效应与输人角速度无关。然后，根据闭环检测理论建立了角速度和反馈脉冲密度之间的关系、量程与反馈脉冲高电平之间的关系。最后，利用量程设计指标和实际微机械陀螺参数，理论计算了所需的反馈脉冲高电平，并在Simulink中进行了仿真，仿真结果表明，所选参数满足了设计指标，且在正交误差等效输人角速度为0、 30和50(*)/s3种情况下，仿真得到平均脉冲密度和角速度之间的非线性分别为3.6×10-*、3.07%和5.12%。对正交误差等效输人角速度分别为30.4(")/s和47.3()/s的1号陀螺和II号陀螺进行实验，结果表明，脉冲密度反馈力对负刚度的影响不随脉冲密度的变化而变化；得到的平均脉冲密度和角速度之间的非线性分别为2.9%和4.8%，实验与伤真结果符合得到较好。
关键调：微机械陀螺；sigmadelta调制器，脉冲密度：检测闲环电路
中图分类号：U666.1;TP212.12
文献标识码：A
doi;10, 3788/OPE. 20132108. 2087
Effectofpulsedensityfeedback
on force balancemicro-machinedgyroscope YANGLiang,SUYan',QIUAn-ping,XIAGuo-ming(School of Mechanical Engineering,Nanjing Universityof
ScienceandTechnology,Nanjing 210094,China)
*Correspondingauthor,E-mail:suyan@mail.njust.edu.com
Abstract: The effect of Pulse Density Force Feedback (PDFF) on the performance of a micro-machined eaaeoeesaee based on a mechanical and electrical modulator. Firstly, from the equivalent forms of a sense modefor the micro-machined gyroscope,the effectprinciple of PDFF ontheperformanceof sense mode was analyzed and it was divided into two parts: negative stiffness and gain effects.The analysis shows that the negative stiffness is independent on the input of angular rate Then, the relationship between pulse density and input angular rate, and that between input range and high level feedback pulse were built based on the theory of closed-loop detection, Finally, the circuit parameters were cal-culated by using the range design index and the actual parameters of gyroscope, then these parameters
收稿日期：2013-05-07；修订日期：2013-06-18.
基金项目：国防预研基金资助项目（No.9140A09011011BQ02)