石英挠性加速度计摆片微运动仿真与状态分析研究.pdf

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1、石英挠性加速度计摆片微运动仿真与状态分析研究2014连德浩硕士信息与通信工程李强教授ClassifiedIndex:TN722.3U.D.C:621.38SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisStudyontheMicroMotionSimulationandStateAnalysisofQuartzFlexureAccelerometerGrade:2014Candidate:LianDehaoAcademicDegreeAppliedfor:Maste

2、rSpeciality:InformationandCommunicationsProjectSupervisor:LiQiangProfessorMay.25,2017独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用和授权的说明本人完全了解

3、西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：西南科技大学硕士研究生论文第I页摘要石英挠性加速度计是一种经典的高精度机械摆式加速度传感器，特别作为惯性导航设备，尤其在航空航天领域得到广泛应用。就目前国内外研究现状来看，摆片失衡问题是其生产与应用中容易出现的问题，这大大影响了其制造和应用的质量。因此，针对石英挠性加速度计摆片失衡问题下的辨识分析研究

4、显得尤为重要。所以，本课题从提高石英挠性加速度计的使用精度与稳定性入手，融合多种有效信号处理与分析的方法，帮助提高其性能质量。石英摆片作为加速度传感器的重要组成部件，本课题对加速度计石英摆片做了微运动仿真分析。加速度计石英摆片的微运动仿真分析可以获取帮助提高石英挠性加速度计生产质量的技术手段和途径。从加速度计石英摆片的物理模型入手，一方面对加速度计石英摆片做了受力分析，更为形象地反映出石英摆片的运动模式，对其工作状态起到辅助分析作用；另一方面，用有限元方法对摆式加速度计的关键部件石英摆片进行静力学计算与模态分析，直观的显示了石英摆片结

5、构的应力场与形变场，并且获得了各阶自然频率和阵型。通过仿真分析，采用有限元分析的方法能够辅助提高加速计的性能，在实践中具有良好的借鉴意义。高精度的标定参数可用来准确评估加速度计的性能与精度等级。本课题从石英挠性加速度计模型高阶系数入手，对其进行多方向振动台测试，辨识出加速度计模型方程中的非线性项系数。一方面建立并完善高精度的加速度计数学模型方程，探讨加速度计工作状态和其高阶误差系数间的关系，寻求通过其系数变化辨识加速度计工作状态的方法；另一方面在传统时域、频域分析的基础上提出采用多尺度模糊熵作为特征参数，获取高效的加速度信号表征参数集

6、，融合支持向量机模式识别方法对加速度计的工作状态进行精确辨识。最后，在此基础上设计加速度计振动测试系统软件，实现对加速度传感器状态的快速诊断，从而达到提高加速度计制造质量及成品率的目的。课题研究结果表明，本文针对石英挠性加速度计所进行的相关研究，可精确辨识加速度计的工作状态，能有效帮助提高石英挠性加速度计的制造质量及其成品率，有助于形成提高石英挠性加速度计性能质量的技术途径。关键字：石英挠性加速度计多方向振动测试高阶误差系数辨识多尺度模糊熵微运动仿真有限元分析西南科技大学硕士研究生论文第II页AbstractQuartz flexib

7、le accelerometer is aclassicalhighprecision mechanical pendulumacceleration sensor, especially as inertial navigation equipment, has been widely used in the field of aerospace. Inview ofthe current research status at homeand abroad,Theimbalance of the pendulum is a prob

8、lem which is easy to appear in the production and application, which greatly affectsthe quality of its manufac