TDI-CCD全景航空相机前向像移补偿的数字实现方法 被引量：33

1

作者 王德江 匡海鹏 +2 位作者 蔡希昌 刘志明 张雪菲 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2465-2472,共8页

为了提高航空相机的照相分辨率,必须对航空相机拍照时飞行方向上景物与感光介质之间存在相对运动产生的前向像移进行补偿,以使景物与感光介质在拍照过程中相对静止。分析了TDI-CCD全景航空相机产生前向像移的原因、像移补偿精度与伺服... 为了提高航空相机的照相分辨率,必须对航空相机拍照时飞行方向上景物与感光介质之间存在相对运动产生的前向像移进行补偿,以使景物与感光介质在拍照过程中相对静止。分析了TDI-CCD全景航空相机产生前向像移的原因、像移补偿精度与伺服系统指标之间的关系,以及补偿机构-反射镜的工作方式;然后,提出了一种基于定点数字信号处理器的控制系统来实时实现前向像移补偿的算法。深入讨论了数字伺服控制系统中的补偿精度、算法选择、相位计算、时间约束等关键问题,并给出了一种适合于工程实际的硬件结构与软件流程。实验结果表明,速度环的稳速误差为0.85%,带来的像移为0.425μm,位置环的归位时间为0.8s,满足系统总体要求。 展开更多

关键词 航空相机 前向像移补偿 数字信号处理

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航空光电成像平台角位置陀螺和角速率陀螺的稳定效果分析 被引量：11

2

作者 沈宏海 刘晶红 +4 位作者 张葆 戴明 贾平 魏忠和 熊经武 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1293-1299,共7页

研究了角速率陀螺稳定平台在目标跟踪时瞄准线始终围绕视场中心做约2 Hz晃动的现象,理论推导及数值分析认为引起这一现象的原因与光电稳定平台的静态力矩刚度为0、隔离度仅为71.4 dB有关。采用基于角位置陀螺的光电稳定平台,其静态力矩... 研究了角速率陀螺稳定平台在目标跟踪时瞄准线始终围绕视场中心做约2 Hz晃动的现象,理论推导及数值分析认为引起这一现象的原因与光电稳定平台的静态力矩刚度为0、隔离度仅为71.4 dB有关。采用基于角位置陀螺的光电稳定平台,其静态力矩刚度为1 732 Nm,隔离度提高到126 dB,可以有效地消除这种晃动。 展开更多

关键词 机载平台 稳定平台 陀螺 力矩刚度 隔离度

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基于扫描反射镜的航空相机前向像移补偿 被引量：10

3

作者 田海英 刘明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期20-24,共5页

航空相机航向方向的像移包括飞机前向飞行引起的前向像移以及飞机姿态(俯仰/偏航)在航向方向的分量。本文以某摆扫型航空相机为例,分析了利用扫描反射镜进行前向方向像移补偿的原理,扫描反射镜以二分之一的前向方向像移角速度的速度旋... 航空相机航向方向的像移包括飞机前向飞行引起的前向像移以及飞机姿态(俯仰/偏航)在航向方向的分量。本文以某摆扫型航空相机为例,分析了利用扫描反射镜进行前向方向像移补偿的原理,扫描反射镜以二分之一的前向方向像移角速度的速度旋转即可补偿前向像移。文中探讨了两种控制方案,第一种方案将陀螺直接安装在反射镜上,结构设计简单,但控制电路较复杂,且需增加一个陀螺;第二种方案提出利用机械系统增加2:1速比的方法,可以节省成本,且不增加控制系统的难度。经过实际工程实践证明,第二种方案简单实用,可以满足相机补偿要求。 展开更多

关键词 航空相机 前向像移补偿 陀螺 扫描反射镜 控制系统

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ELM-AdaBoost模型在光纤陀螺温度误差补偿中的应用 被引量：2

4

作者 王瑞 郑百东 +2 位作者 李飞 刘伟 戴洪德 《兵工自动化》 北大核心 2024年第2期63-68,共6页

针对光纤陀螺零偏与温度之间复杂的非线性关系,引入极限学习机(extreme learning machines,ELM)模型补偿光纤陀螺的零偏温度误差;针对单个ELM在预测准确性和稳定性不足及其对奇异样本敏感的问题,引入自适应增强算法(adaptive boosting,A... 针对光纤陀螺零偏与温度之间复杂的非线性关系,引入极限学习机(extreme learning machines,ELM)模型补偿光纤陀螺的零偏温度误差;针对单个ELM在预测准确性和稳定性不足及其对奇异样本敏感的问题,引入自适应增强算法(adaptive boosting,AdaBoost)建立ELM-AdaBoost预测模型改善光纤陀螺性能,分析光纤陀螺的温度误差机理及模型参数对预测精度的影响,给出ELM算法隐含层神经元个数及AdaBoost算法迭代次数的确定方法。仿真结果表明:基于ELM-AdaBoost预测模型的补偿效果优于多元线性回归模型和单个ELM神经网络模型,并具有良好的泛化性能和温度适用性,补偿后陀螺零偏均方根误差降低93%以上,显著改善了光纤陀螺零偏稳定性能。 展开更多

关键词 光纤陀螺 温度零偏误差 ELM-AdaBoost预测模型 模型参数 零偏稳定性

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对称单质量微机电陀螺的零偏自补偿方法 被引量：2

5

作者 刘燕锋 陈志勇 张嵘 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期66-71,共6页

针对微机电陀螺的零偏易受环境因素如温度的影响而发生漂移的问题,提出了一种适用于全对称单质量陀螺的零偏自补偿方法,该方法以两种基本单轴工作模式为基础,将两种工作模式下的检测信号进行差分即可实现零偏自补偿。建立了陀螺的动力... 针对微机电陀螺的零偏易受环境因素如温度的影响而发生漂移的问题,提出了一种适用于全对称单质量陀螺的零偏自补偿方法,该方法以两种基本单轴工作模式为基础,将两种工作模式下的检测信号进行差分即可实现零偏自补偿。建立了陀螺的动力学模型,对于结构完全对称的单质量陀螺,得出了两种基本工作模式对应的标度因数互为相反数、温度变化引起的零偏变化量一致的结论,并通过实验得到了验证。零偏自补偿方法实现了标度因数叠加、零偏变化量抵消的效果。设计了一种基于FPGA的零偏自补偿数字电路,并进行了零偏试验。零偏温度试验结果表明,在25℃~70℃的温度范围内,两种基本工作模式对应的零偏输出随温度变化的趋势一致,零偏自补偿后的零偏变化量降为了基本工作模式的24%;常温零偏试验结果表明,零偏自补偿后的陀螺零偏稳定性和零偏不稳定性分别抑制到了基本单轴工作模式的18%和31.85%,验证了该零偏自补偿方法的有效性。 展开更多

关键词 MEMS陀螺 动力学模型 零偏自补偿 零偏稳定性

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光纤陀螺光纤环Shupe效应的三维有限元模型 被引量：8

6

作者 李茂春 刘铁根 +4 位作者 王佳佳 侯丽丽 周友伟 江俊峰 姚晓天 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期601-606,共6页

针对传统二维热致非互易光纤环模型的局限性,建立了光纤环柱面坐标三维计算模型,可分析光纤环径向、轴向和周向温度不均匀变化导致的热致误差速率和热致误差角度.采用有限元方法对光纤环三维物理模型进行数值仿真,定量分析由温度激励造... 针对传统二维热致非互易光纤环模型的局限性,建立了光纤环柱面坐标三维计算模型,可分析光纤环径向、轴向和周向温度不均匀变化导致的热致误差速率和热致误差角度.采用有限元方法对光纤环三维物理模型进行数值仿真,定量分析由温度激励造成的热致误差速率和热致误差角度.开展了光纤环温度激励实验,对比仿真和实验结果,验证了光纤环三维物理模型的有效性.并将光纤环三维计算模型成功地应用于光纤陀螺(FOG)纤环瞬态特性检测方法所用的温度激励源设计. 展开更多

关键词 Shupe效应 热致非互易性 光纤陀螺 光纤环 有限元

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光纤陀螺光纤环Shupe误差的多参数影响仿真分析 被引量：14

7

作者 宋凝芳 关月明 贾明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期569-573,共5页

在光纤陀螺Shupe误差数学离散公式的基础上,建立四极对称法绕制光纤环的有限元模型,分析多材料组成下的光纤环在仿真时所需的综合物性参数.结合光纤陀螺工作环境的载荷和边界条件,对某型光纤环进行数值仿真,定量分析了光纤陀螺在工作温... 在光纤陀螺Shupe误差数学离散公式的基础上,建立四极对称法绕制光纤环的有限元模型,分析多材料组成下的光纤环在仿真时所需的综合物性参数.结合光纤陀螺工作环境的载荷和边界条件,对某型光纤环进行数值仿真,定量分析了光纤陀螺在工作温度下光纤环的Shupe误差,验证了模型建立的正确性.在此条件下,分析光纤环的结构参数、热学参数和热扰动参数对Shupe误差的影响.结果表明:通过增加绕制层数,提高导热系数,合理布置热源,可以明显抑制光纤环的Shupe误差,从而提高光纤陀螺的温度性能. 展开更多

关键词 Shupe效应 光纤陀螺 有限元法 光纤环

原文传递

基于热电类比法的光纤陀螺环模块热分析 被引量：5

8

作者 刘海霞 蒋鹞飞 +1 位作者 宋凝芳 贾明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期596-601,共6页

为分析光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)受外界环境变化温度影响导致产生Shupe误差,采用热电类比法对不同结构形式的光纤环(FOR,Fiber Optical Ring)模块进行热分析,比较对应的电路模型,提出并联的热容和串联的电阻是影响FOG温度性... 为分析光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)受外界环境变化温度影响导致产生Shupe误差,采用热电类比法对不同结构形式的光纤环(FOR,Fiber Optical Ring)模块进行热分析,比较对应的电路模型,提出并联的热容和串联的电阻是影响FOG温度性能的关键因素.采用有限元热仿真定性分析了并联的热容和串联的电阻对FOG温度的影响,验证了电路模型的正确性;在与热仿真相同条件下,通过温箱实验,将FOR温度变化与FOG输出性能建立关联.结果表明,通过加大FOR模块连接处的串联热阻和并联热容,可有效降低FOR的瞬时温差,尤其是较大的热容能有效减小FOR温变速率,从而减小Shupe误差,改善FOG的温度性能. 展开更多

关键词 光纤陀螺 光纤环 Shupe误差 热电类比 热仿真

原文传递

光纤陀螺光纤敏感线圈三维温度瞬态响应模型 被引量：8

9

作者 王巍 向政 邢辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期605-610,共6页

针对光纤敏感线圈的热致非互易相移问题,通过传热分析建立了光纤敏感线圈的三维温度瞬态响应模型。利用该温度瞬态响应模型全面分析了三维坐标下的温度梯度造成的热致非互易效应;结合光纤陀螺实际的工作环境,利用仿真对四极对称绕法的... 针对光纤敏感线圈的热致非互易相移问题,通过传热分析建立了光纤敏感线圈的三维温度瞬态响应模型。利用该温度瞬态响应模型全面分析了三维坐标下的温度梯度造成的热致非互易效应;结合光纤陀螺实际的工作环境,利用仿真对四极对称绕法的光纤环进行了分析,获取了温度激励造成的热致速率误差。通过温度模型计算的热致误差速率与温箱中光纤陀螺稳测数据的极差为0.48(°)/h,计算结果验证了光纤敏感线圈三维温度瞬态响应模型的有效性。利用该模型可有效指导光纤环热结构参数的设计,从而抑制光纤环的Shupe误差,提高光纤陀螺的温度性能。 展开更多

关键词 光纤陀螺 光纤敏感线圈 Shupe效应 热致非互易性 温度模型

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过载-振动复合环境下液浮积分陀螺仪动力学分析 被引量：12

10

作者 王跃钢 彭云辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期80-83,共4页

采用有限元数值计算方法对液浮积分陀螺仪在过载-振动复合环境中的动力学特性进行研究。对液浮积分陀螺仪浮子组件谐态和模态进行了分析计算,获得了复合载荷下浮子组件质心的附加偏移的数据,从而为分析陀螺仪的附加误差提供了依据。

关键词 液浮积分陀螺仪 过载-振动复合 有限元法 浮子组件 谐态 模态 复合载荷 附加误差 惯性仪表

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带误差补偿的二位置寻北仪设计 被引量：6

11

作者 王毅 赵忠 卫育新 《兵工自动化》 2005年第4期56-56,58,共2页

带误差补偿的二位置寻北仪系统包括电源、转机结构、控制电路、计数器等。其补偿算法推导基于陀螺和加速度计一次误差补偿模型,以降低陀螺随机漂移及加速度计的零位漂移对寻北精度的影响。同时再利用由典型静态误差源产生的寻北误差与... 带误差补偿的二位置寻北仪系统包括电源、转机结构、控制电路、计数器等。其补偿算法推导基于陀螺和加速度计一次误差补偿模型,以降低陀螺随机漂移及加速度计的零位漂移对寻北精度的影响。同时再利用由典型静态误差源产生的寻北误差与方位角三角函数成正比或为常值,以罗差修正寻北结果进一步提高寻北精度。 展开更多

关键词 寻北仪 陀螺漂移 误差补偿 罗差

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双光程光纤陀螺的温度致非互易性研究(英文) 被引量：2

12

作者 徐宏杰 张文艳 +1 位作者 徐小斌 宋凝芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期175-179,共5页

为了提高陀螺的精度,提出了一种新型双光程光纤陀螺.在光纤环两端各连接一个偏振分束器,使得偏振光依次沿保偏光纤的快轴、慢轴传输两圈,其有效光程加倍,进而实现陀螺的Sagnac效应加倍.针对该光纤陀螺在温度场扰动下的非互易问题,分析... 为了提高陀螺的精度,提出了一种新型双光程光纤陀螺.在光纤环两端各连接一个偏振分束器,使得偏振光依次沿保偏光纤的快轴、慢轴传输两圈,其有效光程加倍,进而实现陀螺的Sagnac效应加倍.针对该光纤陀螺在温度场扰动下的非互易问题,分析了其特殊结构带来的温度致非互易误差,利用有限元分析法建立了相应的Shupe误差模型,并对光纤环90°熔点位置、光纤环折射率温度系数改变对Shupe误差影响进行了相应的理论计算与仿真分析,结果表明90°熔点置于光纤环中点或者选用折射率温度系数满足特定条件的光纤环可减小其Shupe误差. 展开更多

关键词 光纤陀螺 Shupe误差 有限元 保偏光纤环 双光程

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结构材料对光纤陀螺动态性能的影响 被引量：2

13

作者 刘海霞 蒋鹞飞 +1 位作者 宋凝芳 潘雄 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期39-43,共5页

光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)在动态运用过程中输出易产生非互易性误差,分析FOG产生振动误差的原因,提出结构材料的性质对FOG动态性能有显著的影响.对作为FOG结构核心的本体采用不同结构材料,分别建立对应的FOG有限元模型,进行... 光纤陀螺(FOG,Fiber-Optic Gyroscope)在动态运用过程中输出易产生非互易性误差,分析FOG产生振动误差的原因,提出结构材料的性质对FOG动态性能有显著的影响.对作为FOG结构核心的本体采用不同结构材料,分别建立对应的FOG有限元模型,进行模态分析以及谐响应分析,定性分析结构材料的比刚度对FOG动态性能的影响,通过扫频振动和随机振动实验验证模型建立的正确性.结果表明,将比刚度高的铍铝材料替换铝合金材料应用在FOG本体上,能将FOG的一阶固有频率由1452 Hz提高至2213 Hz,可显著提高FOG的动态输出精度,并减小FOG整体质量,特别适用于轻小型FOG. 展开更多

关键词 光纤陀螺 结构材料 比刚度 动态性能

原文传递

基于角速率陀螺仪的无线鼠标的设计与实现 被引量：7

14

作者 曹青 欧阳红林 +1 位作者 胡彪 胡如龙 《微计算机信息》 北大核心 2008年第35期230-232,共3页

提出了一种基于角速率陀螺仪的无线鼠标的设计方案。该方案以MEMS角速率陀螺ADIS16100作为信号检测元件,并采用处理器PIC24FJ32GA00X和超低功耗RF芯片nRF24AP1进行信号处理与无线传输。按该方案设计的鼠标灵敏度高、功耗低、使用灵活,... 提出了一种基于角速率陀螺仪的无线鼠标的设计方案。该方案以MEMS角速率陀螺ADIS16100作为信号检测元件,并采用处理器PIC24FJ32GA00X和超低功耗RF芯片nRF24AP1进行信号处理与无线传输。按该方案设计的鼠标灵敏度高、功耗低、使用灵活,具有较大的应用前景和推广价值。 展开更多

关键词 无线鼠标 角速率陀螺 射频 低功耗

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闭环光纤陀螺标度因数的温度稳定性研究 被引量：5

15

作者 吴衍记 黄显林 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期618-620,共3页

基于闭环光纤陀螺仪进行了标度因数的温度稳定性研究.建立了标度因数公式,分析了温度影响标度因数稳定性的主要原因,给出了相应参数的温度系数;利用闭环光纤陀螺样机进行了温度试验.试验结果表明:光纤陀螺仪标度因数的温度灵敏度由8.08&... 基于闭环光纤陀螺仪进行了标度因数的温度稳定性研究.建立了标度因数公式,分析了温度影响标度因数稳定性的主要原因,给出了相应参数的温度系数;利用闭环光纤陀螺样机进行了温度试验.试验结果表明:光纤陀螺仪标度因数的温度灵敏度由8.08×10-4/℃改变为1.70×10-5/℃. 展开更多

关键词 光纤陀螺仪 光纤角速度传感器 标度因数

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光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨 被引量：2

16

作者 范跃祖 宁文如 刘剑 《数理统计与管理》 CSSCI 北大核心 1997年第4期29-32,共4页

范跃祖，宁文如，刘剑．光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨．数理统计与管理，１９９７，１６（４），２９～３２．光纤陀螺是新一代的光学陀螺仪，它的性能决定着惯性参照系统的精度。光纤陀螺的误差分为两大类。一类是有规律的，另一... 范跃祖，宁文如，刘剑．光纤陀螺随机误差的滤波方案的探讨．数理统计与管理，１９９７，１６（４），２９～３２．光纤陀螺是新一代的光学陀螺仪，它的性能决定着惯性参照系统的精度。光纤陀螺的误差分为两大类。一类是有规律的，另一类是随机的。本文提出了两种新的用于光纤陀螺随机误差补偿的Ｋａｌｍａｎ滤波方案，考虑了两种随机模型：（Ⅰ）角速度变化为等随机的；（Ⅱ）角速度变化为等随机加速的。仿真结果表明。 展开更多

关键词 光纤陀螺 随机误差 卡尔曼滤波 滤波模型 角速度

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FOG光纤环三维温度瞬态模型 被引量：3

17

作者 赵小明 李茂春 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期929-933,共5页

提出了光纤陀螺光纤环三维温度瞬态模型解析式,用于求解光纤环径向、轴向和周向温度瞬态效应所致的非互易性相位、速率和角度误差。相比传统的二维光纤环模型只能分析均匀径向温度瞬态效应,此三维模型改善了求解能力,提高了准确性。采... 提出了光纤陀螺光纤环三维温度瞬态模型解析式,用于求解光纤环径向、轴向和周向温度瞬态效应所致的非互易性相位、速率和角度误差。相比传统的二维光纤环模型只能分析均匀径向温度瞬态效应,此三维模型改善了求解能力,提高了准确性。采用有限元方法数值求解三维温度瞬态模型解析式,得到了不同温度激励下的热致速率和角度误差。最后进行了光纤环温度激励的相应实验,实验结果与光纤环三维温度瞬态模型数值计算结果一致,验证了光纤环三维模型的准确性。 展开更多

关键词 热致非互易性 瞬态效应 光纤陀螺 光纤环 有限元分析

原文传递

陆用光纤陀螺寻北仪误差特性研究 被引量：4

18

作者 杨建强 杨林 刘斌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期615-619,共5页

针对陆用武器对高精度寻北定向的要求,本文以高精度光纤陀螺寻北仪为研究对象,基于光纤陀螺寻北仪误差模型和光纤陀螺的误差特性,从理论上对光纤陀螺寻北仪寻北误差进行了分析,提出寻北仪主要包括系统误差和器件误差两个方面的误差源,... 针对陆用武器对高精度寻北定向的要求,本文以高精度光纤陀螺寻北仪为研究对象,基于光纤陀螺寻北仪误差模型和光纤陀螺的误差特性,从理论上对光纤陀螺寻北仪寻北误差进行了分析,提出寻北仪主要包括系统误差和器件误差两个方面的误差源,并分别对不同误差源引起的寻北误差进行推导,得到光纤陀螺寻北仪寻北精度主要受陀螺零偏漂移、安装误差和转台测角精度决定的结论。对光纤陀螺寻北仪各误差源引起的寻北误差进行仿真试验,试验证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 定向 光纤陀螺 寻北仪 误差分析

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微机械角速率传感器的性能分析 被引量：2

19

作者 董煜茜 高钟毓 张嵘 《传感技术学报》 CAS CSCD 1998年第4期28-36,共9页

中等精度的微机械角速率传感器(又称陀螺仪)具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点,在民用和军用领域有着广泛的应用前景,具有很强的前沿性,目前世界各国对此非常关注并投入了大量研制和开发费用.根据国际发展趋势和我国的需求,... 中等精度的微机械角速率传感器(又称陀螺仪)具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点,在民用和军用领域有着广泛的应用前景,具有很强的前沿性,目前世界各国对此非常关注并投入了大量研制和开发费用.根据国际发展趋势和我国的需求,我们研制了静电驱动的振动轮式微机械陀螺仪.本文主要针对这种微机械陀螺仪的特性进行分析,从工作原理,动力学方程出发,推导出了此类陀螺的检测输入角速度灵敏度;开环、闭环传递函数;交流反馈控制提取同相分量和抑制正交分量的原理;以及闭环控制改善动态测量频带的方法. 展开更多

关键词 微机械陀螺仪 振动式 速率陀螺 角速率陀螺仪

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微机械梳状陀螺仪的瞬态分析 被引量：10

20

作者 唐海林 程永生 苏伟 《信息与电子工程》 2004年第2期118-120,共3页

为了研究微陀螺敏感模态和驱动模态的固有频率与机械灵敏度以及相位漂移、稳定性的关系,利用敏感电压的负刚度效应调节两模态间的固有频率差,通过CoventorWare软件进行瞬态分析,经优化仿真后得到了在一定的频率差下微陀螺的最佳性能。

关键词 仪器仪表技术 性能 瞬态分析 微陀螺 固有频率

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