半球諧振陀螺誤差建模補償與力平衡控制方法研究（簡體書）

半球諧振陀螺具有精度高、壽命長、可靠性高、抗沖擊性能強、本征抗輻射等突出優點，特別適用于航天器的空間定姿、地質鉆井系統的定位定向等領域。但是，國內半球諧振陀螺的研究水平與國外還存在較大差距，特別是在陀螺零偏穩定性、標度因數線性度以及溫度漂移補償方面。并且，美國政府要求世界上**高精度的半球諧振陀螺生產商諾斯羅普·格魯曼公司對我國大陸地區施行嚴格的產品禁運政策。因此，自主研制高性能的半球諧振陀螺對我國的深空探測、地質鉆探等國防、國民經濟建設等領域具有重要的戰略意義。
王旭、吳文啟、羅兵編*的《半球諧振陀螺誤差建模補償與力平衡控制方法研究》從半球諧振陀螺數學建模、誤差分析、控制方法以及溫度漂移補償等幾個方面進行了深入細致的研究，為半球諧振陀螺的發展提供了一些有用的借鑒。

第1章 緒論 1.1 半球諧振陀螺特點 1.2 半球諧振陀螺簡介 1.2.1 半球諧振陀螺結構及基本原理 1.2.2 半球諧振陀螺主要優點 1.2.3 半球諧振陀螺工作模式 1.3 國內外發展動態 1.3.1 美國半球諧振陀螺的研究 1.3.2 法國半球諧振陀螺的研究 1.3.3 俄羅斯半球諧振陀螺的研究 1.3.4 國內半球諧振陀螺的研究 1.4 半球諧振陀螺發展中存在的問題 1.5 半球諧振陀螺建模及誤差機理研究現狀第2章 半球諧振陀螺動力學建模與進動分析 2.1 基于薄殼理論的半球諧振子力學模型 2.1.1 一般殼體變形基本方程 2.1.2 半球諧振子球殼的基本方程 2.2 半球諧振子殼體的動能與彈性勢能 2.3 半球諧振陀螺等效動力學模型 2.4 定量分析與計算實例 2.5 實驗驗證 2.6 本章小結第3章 基于振動模型的半球諧振陀螺誤差分析 3.1 半球諧振陀螺的主要誤差來源 3.2 半球諧振陀螺誤差模型的建立 3.2.1 理想條件下諧振子振動方程 3.2.2 存在誤差耦合項條件下諧振子振動方程 3.2.3 二維振動方程到橢圓參數方程的變換 3.3 誤差分析與仿真 3.3.1 主波波腹誤差 3.3.2 正交波波腹誤差 3.3.3 主波波腹軸方位角漂移誤差 3.4 實驗驗證 3.4.1 實驗原理 3.4.2 實驗步驟及結果 3.5 本章小結第4章 半球諧振陀螺力平衡控制及其誤差抑制 4.1 力平衡模式下半球諧振陀螺數學模型 4.2 力平衡模式下的半球諧振陀螺控制 4.2.1 主振型（驅動）回路的設計與控制 4.2.2 從振型（敏感）回路的設計與控制 4.3 半球諧振陀螺正交控制回路電極選取及其控制方案設計 4.3.1 正交控制誤差信號獲取 4.3.2 正交控制回路控制器設計 4.3.3 正交控制回路施力電極的選取 4.3.4 正交控制回路控制方案設計 4.3.5 正交控制回路實驗驗證 4.4 實驗數據分析與結果 4.5 本章小結第5章 基于FPGA的半球諧振陀螺檢測與驅動控制系統實現 5.1 半球諧振陀螺驅動方法 5.1.1 電容驅動原理與驅動電壓選擇 5.1.2 驅動高壓放大 5.2 半球諧振陀螺檢測方法 5.2.1 位移—電容轉換 5.2.2 微弱電容檢測與信號處理 5.2.3 檢測電容電極編排 5.3 模數接口與數模接口設計 5.3.1 ADC轉換芯片AD7767接口邏輯設計 5.3.2 DAC轉換芯片AD5791接口邏輯設計 5.4 控制環路的FPGA實現與功能模塊劃分 5.4.1 信號解調單元 5.4.2 嵌入式控制單元 5.4.3 信號合成單元 5.5 數據通訊接口設計與實現 5.5.1 FPGA串口發送模塊及接口設計 5.5.2 上位機串口接收軟件設計 5.6 本章小結第6章 基于諧振頻率的半球諧振陀螺溫度漂移補償 6.1 半球諧振陀螺溫度補償方法選擇 6.2 半球諧振陀螺諧振子的溫度一頻率特性 6.3 半球諧振陀螺諧振子的溫度一頻率系數標定實驗 6.4 基于諧振頻率的半球諧振陀螺溫度建模與溫度補償 6.4.1 逐步線性回歸方法 6.4.2 基于逐步線性回歸法的溫度補償 6.5 本章小結第7章 結論與展望 7.1 全書總結 7.2 研究展望參考文獻