陀螺范文10篇

摘要：介绍了三轴惯性陀螺测试转台的工作方式及其控制系统的功能，研究了以8051单片机为系统控制核心的转台控制器的硬件及软件设计问题，提出了采用8051单片机及Intel8254定时／计数器对步进电机进行开环位置及速度控制的解决方案。

关键词：陀螺测试转台单片机步进电机运动控制

导航系统是飞行器的重要组成部分。惯性陀螺仪表普遍应用于各种类型的飞行器的导航系统中，它反映了飞行器的飞行姿态以及其它重要导航信息，保证了人为或自动驾驶仪对飞行器进行控制的安全性与准确性。为了确保惯性陀螺仪表工作的可靠性，需要对仪表进行定期的校验，用测试转台测试陀螺仪表是比较常用的方法。某机场所使用的测试转台大部分存在老化严重以及功能单一的问题，尤其是部分转台还是老式的手动转台，很难保证校准精度，所以需要研制新型数字化的低成本的高精度陀螺测试转台及其控制系统。

1陀螺测试转台及其控制系统介绍

陀螺测试转台主要由高精度转台及其控制系统组成。三轴转台由ψ轴转台、θ轴转台、φ轴转台三个子系统组成，分别实现三个轴的转动。各子系统由台体、驱动系统、转动系统以及执行机构组成。选用步进电机作为各子系统驱动装置，经蜗轮蜗杆及齿轮减速后输出旋转运动。转台的三个子系统中，θ轴转台固定在ψ轴转台的转盘上，φ轴转台固定在θ轴转台的转盘上。将被测试陀螺仪表固定于φ轴转台的转盘上，按测试要求控制转台各轴进行旋转，模拟飞机飞行中的各种姿态，陀螺仪表则输出相应的姿态信息，比较转台的姿态与仪表的输出即可校对仪表偏差。

各子系统的运转由其控制器控制。控制器的主要功能是接收操作人员的控制指令，对控制面板输入的控制参数进行计算或转换，变为步进电机的运转控制信号，输出到测试转台；转台在控制器的控制下可工作在速度、转角、自动等模式；转台控制器能够与上位计算机进行串行通讯，并执行上位计算机的控制指令。转台与控制器之间通过航空插头连接起来，其传输的信号包括步进电机的驱动信号和惯性陀螺仪的反馈信号。

吴永亮等利用小波变换把随机误差分为白噪声和有色噪声，并建立了随机误差的模型[5]。袁赣南等提出了一种陀螺随机误差的在线补偿技术，实验结果表明精度有了较大提高[7]。YigiterYuksel等提出了一种剩余偏差温度补偿方法，实验结果表明该方法能够增强系统的鲁棒性[8]。JacquesGeorgy等利用非线性系统识别的方法对陀螺的随机漂移误差建模，实验结果表明该方法很有效[9]。UmarIqbal提出了一种并行串级模块对误差进行建模，并进行了实车路面实验验证[10]。王新龙等提出了一种能够适应陀螺漂移时变特点的自适应滤波算法，试验表明该方法是一种有效的去除光纤陀螺随机漂移噪声方法[11]。研究表明，陀螺的随机误差源是多样的、变化的，很难用某一个确定的模型来描述。而AR随机误差模型具有较好的灵活度，能够描述大多数的随机过程。本文首先分析了微机械陀螺的工作原理和误差来源，从机理上解释了微机械陀螺误差产生的原因。在理论分析的基础上，基于时间序列的分析建立了微机械陀螺角速度随机误差的AR模型。然后基于所建立的AR误差模型，采用卡尔曼滤波方法对随机误差进行了滤波处理。实验结果验证了所建模型的有效性。

1微机械陀螺工作原理及误差分析

1.1微机械陀螺工作原理本文中采用的微机械陀螺是振动陀螺，如图1所示。其工作原理是：高频振动质量块在沿相反方向连续运动，如果沿垂直与的方向施加角加速度时，在哥氏效应的作用下，将会在另一轴方向产生与角加速度成比例的哥氏力。该哥氏力使高频振动质量块产生振动，通过外围转换电路将高频振动质量块的振幅转换为可测得的电信号，从而获得输入角加速度的信息。

1.2微机械陀螺误差分析引起微机械陀螺产生误差的因素很多，而且各种原因之间相互关联。总体来看，陀螺的误差分为两类，一类是确定性误差，一类是随机误差。确定性误差是由器件的制造缺陷、安装误差、环境干扰和刻度因数等因素共同决定的。陀螺的确定性误差主要包括常值零偏、刻度因素误差和轴失准角等，这类误差一般具有一定的变化规律，能够利用确定的函数关系来描述，可以通过转台、温度测试试验进行参数标定。随机误差由某种随机干扰随机产生，无法利用确定的函数关系来描述。陀螺的随机误差主要由随机常数、随机游走、随机斜坡等组成。

1.3平稳性检验本文将陀螺的随机误差看作一个随机过程，采用基于时间序列分析的方法建立陀螺的随机误差模型。时间序列建模要求序列为平稳、正态、零均值时间序列，因此建模之前需要检验陀螺随机误差数据序列的平稳性。这里定义游程是保持序列原有顺序的情况下，具有相同符号的序列。游程过多或过少都被认为是存在非平稳趋势。设时间序列数据足够长，把数据分成K个等长度的子序列，子序列长度为N。N1、N2分别为各子序列正负值的个数，γ为子序列游程数。

2基于时间序列分析的随机误差建模

摘要：DSP在与多个外设进行通信时，需要扩展异步串行通信接口。以TMS320C6711为例，采用ST16C554异步串行收发器，介绍了目前最先进的C6000系列DSP与多路RS232、RS485/422设备通信的设计方案，并给出了软硬件实现实例。

关键词：数字信号处理器通用异步串行收发器可编程逻辑器件光纤陀螺

DSP与计算机通信的外部接口主要可划分为串行通信口和并行通信口。串口通信包括采用RS232、RS485／422、USB、IEEE1394等协议的通信，并口通信包括采用IEEE488、IEEE1248等协议的通信。本文主要介绍DSP多路RS232、RS485／422通信系统的设计与实现，并将此系统应用于光纤陀螺三维角速率测量组合中。

1系统方案设计

1．1系统框图

图1为DSP多路异步串口通信系统的框图。计算机接收端为通用的数据采集卡，其与DSP之间采用RS485／422协议，通信速率可达921．6kBPS。光纤陀螺与DSP之间采用RS232协议，通信速率可达115．2kBPS。该系统可以实现DSP与三路RS232设备和一路RS485／RS422设备的通信。

摘要：DSP在与多个外设进行通信时，需要扩展异步串行通信接口。以TMS320C6711为例，采用ST16C554异步串行收发器，介绍了目前最先进的C6000系列DSP与多路RS232、RS485/422设备通信的设计方案，并给出了软硬件实现实例。

关键词：数字信号处理器通用异步串行收发器可编程逻辑器件光纤陀螺

DSP与计算机通信的外部接口主要可划分为串行通信口和并行通信口。串口通信包括采用RS232、RS485／422、USB、IEEE1394等协议的通信，并口通信包括采用IEEE488、IEEE1248等协议的通信。本文主要介绍DSP多路RS232、RS485／422通信系统的设计与实现，并将此系统应用于光纤陀螺三维角速率测量组合中。

1系统方案设计

1．1系统框图

图1为DSP多路异步串口通信系统的框图。计算机接收端为通用的数据采集卡，其与DSP之间采用RS485／422协议，通信速率可达921．6kBPS。光纤陀螺与DSP之间采用RS232协议，通信速率可达115．2kBPS。该系统可以实现DSP与三路RS232设备和一路RS485／RS422设备的通信。

--记二炮工程学院教授王汉功

他，被誉为军队装备维修界五大专家之一，曾3次受到江主席的亲切接见。

他，知天命之年重新创业却硕果颇丰：10年共取得26项科研成果，其中获国家和军队科技进步一、二等奖8项；

他，像一只高速旋转的陀螺，分秒必争地奔忙在教学和科研第一线。

他就是一等功臣、全国优秀共产党员、二炮工程学院维修工程教研室教授王汉功。

1989年深秋，50岁的王汉功作出了一个令人瞠目的选择：离开耕耘了24载的发射瞄准专业，去组建导弹维修教研室。

摘要：测量工作是轨道交通工程建设中的重要环节，测量的精度和效率对轨道交通工程的施工进度及施工质量均会产生重要的影响，测量人员应充分了解高精度陀螺全站仪的基本原理，准确把握其操作规程，科学计算分析测量数据，提升高精度陀螺全站仪的应用效果。

关键词：陀螺全站仪；轨道交通；工程测量

1概述高精度陀螺全站仪

1.1高精度陀螺全站仪基本工作原理

高精度陀螺全站仪是根据陀螺定向原理和地球自转原理进行测定的高精度测量设备。由于高精度陀螺全站仪在应用时很少受地磁因素的干扰，且可适应复杂气候条件下的精密测量要求，能够按照工程需要对任意目标方向进行定位测量，因此在轨道交通工程等多个领域中得到了广泛应用。

1.2高精度陀螺全站仪的基本作业流程

摘要原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,冷原子具有很小的速度和速度分布以及良好的相干性,因而冷原子干涉仪具有很高的灵敏度.文章介绍了原子干涉仪的基本物理原理､国内外研究进展､原子干涉仪实现方案及其在精密测量和空间科学领域中的应用.

关键词冷原子,原子干涉仪,惯性测量

AbstractAtominterferometersarebasedonthematterwavefeatureofatoms.Coldatomshavelowvelocity,smallvelocitydistributionandgoodcoherence,thuscoldatominterferometersdisplayexcellentsensitivity.Inthispaper,wedescribethebasicprinciple,recentprogress,realizationschemesandspaceapplicationsofcoldatominterferometers.

Keywordscoldatom,atominterferometers,gravitymeasurement

1引言

波的干涉是自然界的本质特性.光是一种电磁波,光的干涉现象早已被人认识.根据量子理论,任何微观粒子(如电子､中子､原子､分子)都具有波粒二象性,微观粒子的波动性(称为物质波或德布罗意波)由波函数描述,服从薛定谔方程.物质波同样满足线性叠加原理,具有相干性.自从1991年实现了脉冲式原子干涉仪以来[1],原子干涉仪在精密测量领域得到了广泛的应用,典型的应用有重力加速度测量和重力梯度测量[2,3],旋转速率测量和地球自转速率的测量[4,5,6],牛顿引力常数的测量[7—10]以及精细结构常数的测量[11]等.利用原子干涉仪验证等效性原理[12,13]以及原子干涉仪在空间应用已经引起关注[14,15].

摘要：民间体育游戏是指民间开发的具有一定的传统文化特点的活动。相比于现代体育游戏，民间体育游戏能够更好地对幼儿进行传统文化教育。但是民间体育游戏毕竟和现代体育游戏不同，既蕴含着有利于幼儿发展的因素，同时也存在着很多不符合当代幼儿身心特点的地方，需要教育工作者加以改进和完善。本文旨在对民间体育游戏如何有效融入幼儿园体育教育进行研究，以更好地发挥民间体育游戏的优势，促进幼儿的发展。

关键词：民间体育游戏；幼儿园；体育教育；融入策略

民间体育游戏是体育游戏的重要组成，体现在幼儿教育上，民间体育游戏的应用比较广泛，既可以融入幼儿的学习活动中，也可以融入幼儿的健康活动之中和社会活动之中，从而使民间体育游戏的发展和幼儿教育结合起来。

一、民间体育游戏融入幼儿园体育教育的原则

(一)注重适宜性。民间体育游戏的适用性总体上比较良好。但是由于不同年龄段的幼儿对民间游戏的规则和情节存在明显的差异，所以在开展民间体育游戏教学时，幼儿教师要对民间体育游戏进行有效整合，根据幼儿的年龄、认知能力、理解能力的不同，针对性地进行教学。此外，对于比较难的民间体育游戏，教师要注意对游戏的难度进行改编，使民间体育游戏能够适应大多数孩子的认知水平。(二)注重趣味性。民间体育游戏虽然有一定的趣味性，但是与幼儿对趣味性的要求相比，还是存在着一定的差距，往往是文化韵味比较足，但是趣味性不够高。幼儿处于认识世界的起步阶段，对于新鲜有趣的东西比较容易接受，有鉴于此，教师在推进民间体育游戏教学时要注重提高民间体育游戏的乐趣。只有这样，才能有效发挥民间体育游戏的作用，使幼儿爱上民间体育游戏。

二、民间体育游戏融入幼儿园体育教育的策略

摘要：一种用于微机械惯性传感器研制与开发的检测平台，介绍电容式惯性传感器微电容信号的检测原理、该系统的总体结构、各个组成部分的工作原理及自动检测方法。

关键词：微机电系统（MEMS）微机械陀螺（MMG）检测

随着科学技术的发展，许多新的科学领域相继涌现，其中微米/纳米技术就是诸多领域中引人注目的一项前沿技术。20世纪90年代以来，继微米/纳米技术成功应用于大规模集成电路制作后，以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础的各种微传感器和微机电系统（MEMS）脱颖而出，平均年增长率达到30%。微机械陀螺是其中的一个重要组成部分。目前，世界各个先进工业国家都十分重视对MMG的研究及开发，投入了大量人力物力，低精度的产品已经问世，正在向高精度发展。

1微机械振动陀螺仪的简要工作原理

陀螺系统组成见图1，它由敏感元件、驱动电路、检测电路和力反馈电路等组成。在梳状静电驱动器的差动电路上分别施加带有直流偏置但相位相反的交流电压，由于交变的静电驱动力矩的作用，质量片在平行于衬底的平面内产生绕驱动轴Z轴的简谐角振动。当在振动平面内沿垂直于检测轴的方向（X方向）有空间角速度Ω输入时，在哥氏力的作用下，检测质量片便绕检测轴（Y轴）上下振动。这种振动幅度非常小，可以由位于质量片下方、淀积在衬底上的电容极板检测，并通过电荷放大器、相敏检波电路和解调电路进行处理，得到与空间角速度成正比的电压信号。

在科研及加工过程中，一个重要的内容就是检测陀螺仪的特性，如工作状态谐振频率、带宽增益、Q值等，于是就提出了微机械惯性传感器检测平台的研制任务。根据陀螺仪的工作原理，整个仪器包括两大部分：驱动信号发生部分和表头的输出信号检测部分。驱动信号发生部分对待测的惯性传感器给予适当的驱劝信号，使传感器处于工作状态。信号检测部分要求检测出微小电容变化，经过放大、解调处理后，将模拟量转换成数字量采集到PC机中，分析输出信号，以确定惯性表的特性。

摘要：一种用于微机械惯性传感器研制与开发的检测平台，介绍电容式惯性传感器微电容信号的检测原理、该系统的总体结构、各个组成部分的工作原理及自动检测方法。

关键词：微机电系统（MEMS）微机械陀螺（MMG）检测

随着科学技术的发展，许多新的科学领域相继涌现，其中微米/纳米技术就是诸多领域中引人注目的一项前沿技术。20世纪90年代以来，继微米/纳米技术成功应用于大规模集成电路制作后，以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础的各种微传感器和微机电系统（MEMS）脱颖而出，平均年增长率达到30%。微机械陀螺是其中的一个重要组成部分。目前，世界各个先进工业国家都十分重视对MMG的研究及开发，投入了大量人力物力，低精度的产品已经问世，正在向高精度发展。

1微机械振动陀螺仪的简要工作原理

陀螺系统组成见图1，它由敏感元件、驱动电路、检测电路和力反馈电路等组成。在梳状静电驱动器的差动电路上分别施加带有直流偏置但相位相反的交流电压，由于交变的静电驱动力矩的作用，质量片在平行于衬底的平面内产生绕驱动轴Z轴的简谐角振动。当在振动平面内沿垂直于检测轴的方向（X方向）有空间角速度Ω输入时，在哥氏力的作用下，检测质量片便绕检测轴（Y轴）上下振动。这种振动幅度非常小，可以由位于质量片下方、淀积在衬底上的电容极板检测，并通过电荷放大器、相敏检波电路和解调电路进行处理，得到与空间角速度成正比的电压信号。

在科研及加工过程中，一个重要的内容就是检测陀螺仪的特性，如工作状态谐振频率、带宽增益、Q值等，于是就提出了微机械惯性传感器检测平台的研制任务。根据陀螺仪的工作原理，整个仪器包括两大部分：驱动信号发生部分和表头的输出信号检测部分。驱动信号发生部分对待测的惯性传感器给予适当的驱劝信号，使传感器处于工作状态。信号检测部分要求检测出微小电容变化，经过放大、解调处理后，将模拟量转换成数字量采集到PC机中，分析输出信号，以确定惯性表的特性。