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硅微机械陀螺由于其各方面突出的优点,如成本低、易于集成、可靠性高等,近些年得到了飞速的发展和广泛的应用。目前,温度误差较大是限制其进一步发展的主要因素之一。为提高微陀螺的温度性能,本文对陀螺温度误差的形成机理进行了深入研究,重点分析了温度引起输出漂移的两个主要途径——表头模态参数变化和电路特性变化,得到各不同因素对温度误差的贡献大小,指出温度引起的陀螺模态参数变化是造成陀螺温度误差的主要原因。论文主要内容包括:1.分析和总结了硅微陀螺及其温度误差的研究现状,简要介绍了硅微陀螺的工作原理及控制方法等。2.分析了温度变化引起的陀螺模态参数变化对陀螺输出的影响,得出:温度变化会引起陀螺模态参数的变化,模态参数的变化会导致敏感模态增益和相移变化,进而影响陀螺的输出。根据本文的仿真条件设置,在全温区(-40℃~60℃)下由于模态参数变化导致的陀螺零偏变化约为-923.06/h。3.分析了模态参数对陀螺温度灵敏度的影响,通过仿真得出结论:为了减小陀螺温度误差,在陀螺参数设计上应该考虑增大敏感品质因数、减小模态谐振频率和增大驱动和敏感模态谐振频率差。4.分析了温度引起的电路特性变化及电路特性的变化对陀螺输出的影响,得出:高通滤波器特性的变化会引起陀螺敏感模态增益的变化,进而影响陀螺的刻度因数;敏感一次解调低通滤波器特性的变化会同时影响陀螺的刻度因数和零偏;驱动一次解调低通滤波器的相移变化会通过哥氏力耦合到敏感模态振动信号上去,如果两个模态的滤波器特性一致,则低通滤波器相移的变化刚好可以抵消,最终低通滤波器特性的变化对陀螺零偏影响也可抵消。5.采用Matlab/Simulink工具箱构建了硅微陀螺全系统仿真模型并对陀螺温度误差进行了仿真,得到:在全温区内,模态参数变化导致的零偏变化为-923.06/h,而电路特性变化导致的零偏变化为0.0636/h。由此可得出最终结论:温度变化引起的模态参数变化是导致陀螺温度误差的主要原因。