扬大团队提出提高MEMS陀螺仪机能新法
扬大团队提出提高MEMS陀螺仪机能新法
微机电系统（MEMS）陀螺仪是丈量旋转布局角速度的一种重要惯性传感器，在制导、定位和举动节制等规模有遍及应用。为了提高陀螺仪系统的敏捷度，克日，扬州大学机器工程学院副传授梁峰教育的科研团队对“MEMS陀螺仪的动力学特性”举办了深入阐明，研究发明回收压电薄膜可大大提高陀螺仪的敏捷度。该研究成就将为此后MEMS陀螺仪的理论研究和设计改造提供新的思路和技能储蓄。相关成就颁发在《国际机器科学》杂志。
近几年，海表里学者不绝研究各类微陀螺仪并做了许多改造，可是基于环形陀螺仪的机能晋升大多会合在设计、加工工艺和质料改造上。梁峰先容说：“今朝，国际上对环形陀螺仪系统的非线性动力学研究较少，很少有从动力学角度思量这种系统中非线性对陀螺仪敏捷度的影响。已有的部门文献固然对系统的节制方程举办了简化处理惩罚，可是没能从全耦合方程出发研究陀螺仪感到偏向的响应问题。”
针对陀螺仪敏捷度动力学研究的空白，梁峰及其科研团队深入研究了陀螺仪系统各类共振环境下的动力学问题。他们通过能量法推导旋转圆环布局的能量表达式，操作拉格朗日要领成立陀螺仪系统的非线性动力学方程。基于无量纲的动力学方程，他们别离对系统举办线性特性阐明和非线性特性阐明，通过方程理会求解和数值仿真，深入探讨其动力学响应问题。团队成员梁东东暗示，“以动力学的角度研究陀螺仪敏捷度尚且‘无人问津’，我们的研究将为提高陀螺仪的敏捷度提供全新的思路，尽力填补研究的空缺。”
据相识，团队提出了一种改造的MEMS振动环陀螺仪的设计方案，在环周面上加上一层压电薄膜，以改进陀螺仪的刚度。他们通过数值算例发明，回收压电薄膜可以大大提高陀螺仪的敏捷度。
别的，他们还研究了由于周期压电电压导致陀螺仪刚度周期变革而引起的参数振动，操作多标准法获得了系统的不变性区域，阐明白压电电压对系统不变性的影响。功效表白，附加的压电薄膜还可以通过发生参数共振来提高陀螺仪的敏捷度。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2020.105915
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