论文部分内容阅读
本文结合硅微机械陀螺仪和动力调谐陀螺仪的特点,提出一种新型的混合式陀螺仪。论文介绍了这种新式混合式陀螺仪的结构和动力调谐方法,阐述了采用永磁无刷直流电动机作为陀螺驱动电机的优越性,然后根据该陀螺仪的要求,设计了其专用驱动电机,并以DSP为核心搭建了电机的驱动电路并进行了调试,主要研究内容包括一下几个方面:
(1)混合式陀螺仪的结构设计
分析了平面转子的优点,介绍混合式陀螺仪的结构、检测和反馈电容的分布,给出了电容敏感检测极板和静电力反馈极板电容的计算公式。接着又介绍了混合式陀螺仪的动力调谐方法,并给出误差计算公式。
(2)混合式陀螺仪的驱动电机的设计
阐述了永磁无刷直流电动机的工作原理,分析了无刷电机在无位置传感器的工作方式下,采用检测反电动势过零点作为换相依据的最佳切换点的选择方法。然后根据陀螺仪的设计要求,对混合式陀螺仪永磁电机的结构参数进行了设计,并对设计的电机采用双闭环的先进控制,将系统模型在Matlab/Simulink平台下进行仿真。
(3)混合式陀螺仪电机的驱动电路的设计
利用先进的DSP处理器为核心,在之前的分析的基础上,采用三相全控整流桥,搭建了永磁无刷直流电动机的硬件驱动电路。在软件设计中,采用PWM调制波驱动三相全控整流桥,并实现对电机进行电流环和速度环的双闭环控制,达到平滑调速。最后总结出本文在设计过程中的不足和以后需要的工作。