高動態金屬殼諧振陀螺進動特性分析

劉 寧,鄧志紅

(1.北京信息科技大學高動態導航技術北京市重點實驗室,北京100101； 2.北京理工大學自動化學院,北京100081)

高動態金屬殼諧振陀螺進動特性分析

劉 寧1,鄧志紅2

(1.北京信息科技大學高動態導航技術北京市重點實驗室,北京100101； 2.北京理工大學自動化學院,北京100081)

高動態金屬殼諧振陀螺的進動特性,是敏感結構實現角速率信息有效提取的關鍵。針對金屬殼諧振陀螺的進動特性進行研究,首先分析了金屬殼諧振陀螺的總體研究思路,明確其工作原理；建立敏感結構的動力學方程和進動因子表達式；利用數值分析方法,對進動因子進行分析,得出金屬殼諧振陀螺進動因子經驗公式；最后對其進動特性進行綜合分析。

高動態金屬殼諧振陀螺；敏感結構；哥氏定理

0 引言

金屬殼諧振陀螺因其采用合金材料作為諧振子,具有結構強度高、抗過載能力強的優點,在兼顧抗過載、量程和精度上表現出了巨大的潛力[1-8]。有部分文獻將金屬殼諧振陀螺、半球諧振陀螺歸屬于固體波動陀螺范疇[6-7],這種分類方式與上述分類方式只是形式不同,在原理上相通。金屬殼諧振陀螺是目前能夠有效解決大量程、高過載環境下角速率測量的重要傳感器。

在文獻[6]和文獻[7]中,作者對于半球殼進行研究時,給出了半球殼的進動因子。但對于半球殼而言,其振型函數形式單一,與半球殼的結構參數無關,故所推導的進動因子表達式與半球殼諧振子結構參數無關。而在文獻[4]中,作者經過大量的研究,利用彈性力學中的虛功、虛位移原理,給出了半球殼諧振子、圓柱殼諧振子的進動因子表達式,并分析了兩者結構參數與對應進動因子間的關系,總結出了經驗公式。……