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振动环模型电磁陀螺的设计 第2页

更新时间:2016-9-21:  来源:毕业论文
2. 模型的建立
2.1 振动环陀螺的参数模型
振动环陀螺仪属于振动式陀螺,而所有的振动式陀螺都可以等效成一个二阶的质量块弹簧系统,如图2所示[8-10],它是利用检测运动的物体在旋转过程中所受到的科里奥利力或者科里奥利加速度来检测物体的角速或角速度的。设敏感质量块的质量为m,在X方向的等效刚度设为,阻尼系数设为;在Y方向的等效刚度设为,阻尼系数设为。 则在工作时,质量块在其驱动力的作用下将沿X轴方向振动,当陀螺平面有垂直的角速度输入时,质量块在Y方向所受到的驱动力F为[11,12]:
    
当驱动力,可以得到二阶系统方程:
                                        (2)
                                          (3)
由(2)式可以得到X方向稳定时的位移为:
                                           (4)
式中振幅为:     
初相为:              
其中w为驱动力的频率,为X方向固有频率,为Y方向固有频率。由此可知当w=时,即驱动力的频率与陀螺第一模态的固有频率相等时,初相为,则质量块将在X方向上发生谐振。式(4)可化为
                                                (5)
又由(5)式和(3)式可得
                                               (6)
式中振幅为:         
初相为:                  
(6)式即由科里奥利效应所引起的质量块在Y方向上的振动方程。根据的等式可知,在其他参数不变且X方向为恒幅谐振,则可得到Y方向上振动的幅度和输入的角速度是成正比。因此,只要得到Y方向上的振幅,即可求得输入的角速度的值。     本文来自辣-文^论~文/网,毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324,9114找源文
通过理论分析,简化整理可知陀螺仪的灵敏度公式可以用(7)表示:

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