摘要：依据振弦式陀螺的工作原理提出一种振弦式陀螺电磁驱动方案,分析了振弦式陀螺电磁驱动电学模型与动力学模型,初步设计了振弦式陀螺电磁驱动结构,运用MATLAB数值软件设定目标参数和初始值计算得到初始结构尺寸;应用Maxwell电磁软件分析了振弦式陀螺电磁驱动系统中永磁体尺寸、永磁体间距、背磁片、Halbach永磁体阵列等因素对电磁驱动模型气隙磁感应强度的影响;最后优化了振弦式陀螺结构模型并进行了电磁驱动结构模型仿真分析。结果表明,电磁驱动整体结构模型气隙磁感应强度得到很大提升,可以很好地降低陀螺功耗,提高陀螺框架驱动力,优化陀螺结构尺寸,从而验证了振弦式陀螺电磁驱动方案模型的可行性,为振弦式陀螺的结构优化设计与实际产品试制研究奠定了理论基础。

摘要：针对微陀螺高精度和微型化的发展趋势,依据振弦式陀螺的工作原理建立了振弦式陀螺频率检测数学模型;应用ANSYS软件分析了陀螺检测结构参数影响,优化了振弦式陀螺整体结构并建立了振动响应仿真分析。结果表明振弦式陀螺驱动结构振动响应随着驱动力的增大,驱动响应位移量也随之增大,且驱动力与位移量之间具有很好的线性关系,可以很好地控制振弦式陀螺框架驱动力,优化振弦式陀螺结构尺寸,从而验证了振弦式陀螺电磁驱动与频率检测方案模型的可行性。

摘要：介绍了一种采用电磁驱动频率检测的振弦式陀螺。为了实现振弦式陀螺稳幅谐振,分析了振弦式陀螺驱动模态的动力学特性和电学特性。根据其特性设计了基于相位负反馈的闭环驱动系统,建立其Simulink系统模型,分析了驱动模态固有频率发生偏差时驱动系统的锁频稳幅性能。对闭环驱动系统进行了器件级电路实现与仿真。结果表明,陀螺稳幅起振时间约为1.5 s,稳定后频率抖动小于0.0206 Hz。最后对闭环驱动电路进行了实物制作与驱动测试,测试结果与仿真结果一致,验证了闭环驱动电路能够实现陀螺频率追踪与幅值稳定的控制要求。

摘要：针对振动陀螺的高性能和微型化发展趋势,提出一种新的振弦式振动陀螺设计方案。依据振动陀螺工作原理,采用电磁驱动和频率检测的工作方式,建立振弦式陀螺数学模型和结构设计模型;通过有限元方法进行模态分析,得到驱动框架与陀螺整机谐振频率,进而进行陀螺的理论特性分析;结果表明:振弦式陀螺的振弦预紧力与振弦的直径对各阶模态的谐振频率有重要影响,当材料一定时,可以通过改变陀螺振弦的预紧力达到模态匹配;通过对此次设计的振弦式陀螺特性分析,得出振弦式陀螺具有较高的分辨力,可达战术级且具有较好的稳定性、易测性,从而初步验证了这种振弦式振动陀螺的工作原理和结构设计的合理性和可行性;该陀螺与已有固态振动陀螺相比,体积小,结构相对简单,有利于提高陀螺灵敏度和精度,将为有效解决陀螺的高精度和小型化问题提供一个新的思路,具有重要的理论价值和应用意义。

摘要：针对微陀螺高精度和微型化的发展趋势,依据振弦式陀螺的工作原理建立了圆壳体振弦式陀螺驱动模型;应用Ansys软件分析了驱动中U形折叠梁结构参数以及内环驱动结构参数对驱动的影响,优化了驱动结构并建立了振动响应仿真分析。结果表明:圆壳体振弦式陀螺受驱动方向和驱动垂直方向的重力影响较大但变形小于1μm,优化后的U形折叠梁沿z方向有足够的刚性,可降低振弦式陀螺受z方向重力加速度的影响,且从谐响应分析中得出驱动峰值频率为3 500 Hz,最大应力为132 kPa,幅值为9.27μm。从而验证了所提出的驱动模型的可行性,为实际产品试制研究奠定理论基础。