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  • 简介:针对传统压电型声矢量传感器无法兼顾小体积与高灵敏度问题,利用MEMS电容加速度计作为拾振器,实现矢量传感器小型化设计。首先采用机电类比分析方法得到内置加速度计刚硬球体声致振动响应;然后进行硅微电容加速度计选型和参数分析、设定,并设计制作了一只二维球形矢量传感器样机;最后对样机进行了参数测试,结果表明两矢量通道均具有良好方向性,声压灵敏度分别为?185dB和-186dB(1kHz,0dBref1V/μPa),通道间相位差与理论值保持一致,验证了利用MEMS电容加速度计设计矢量传感器可行性。

  • 标签: MEMS电容加速度计 声矢量传感器 小型化设计 机电类比
  • 简介:基于惯性系双矢量定姿方法选择惯性系中两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准问题,但该方法仍需要精确地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件下SINS抗晃动自对准问题,提出了一种基于重力视运动三矢量自对准方法。该方法将初始对准问题归结为求解当前时刻导航系相对于初始时刻载体系姿态矩阵问题,并利用矢量运算进行求解,仿真结果表明:加速度计随机测量噪声会映射为重力视运动随机噪声,降低对准精度;当加速度计随机噪声量级较大时,会带来对准计算失败。针对噪声问题,引入Daubechies(db4)小波进行5层分解来实现对重力视运动降噪,并选择去噪后重力视运动向量参与三矢量定姿解算,仿真结果表明:db4小波具有良好去噪效果,基于小波去噪三矢量自对准方法可以有效完成未知纬度条件下SINS初始对准。

  • 标签: 捷联式惯性导航系统 初始对准 重力视运动 小波去噪 三矢量定姿
  • 简介:介绍了用4个位移传感器法测试精密离心机主轴径向回转误差和倾角回转误差方法,计算了主轴回转误差中一次谐波,它包括圆锥运动和一次谐振运动,对一次谐波如何影响精密离心机中向心加速度及其在加速度计坐标系下分配作了详细分析,同时对重力加速度分配影响也作了详细分析。最后得出了被测加速度计输入加速度平均值补偿方法,进一步提高了加速度计输入精度。通过对离心机主轴回转误差运动检测和测试,定量分析了对加速度计输入精度影响,有助于提高加速度计标定精度。

  • 标签: 精密离心机 回转误差 加速度 标定
  • 简介:提出了一种高性能氮化铝(AlN)差分谐振式加速度计结构。通过引入两级微杠杆来放大质量块惯性力,提高灵敏度;采用"I"形支撑梁来降低横向灵敏度;利用差频检测方案降低温度共模误差影响。该加速度计主要由质量块、支撑梁、双级微杠杆和谐振器组成,并通过理论分析和有限元仿真优化了它们结构参数。模态分析表明两个谐振器基频大约为373.3kHz,与干扰模态频率差大约为9.4kHz,有效地实现了模态隔离。根据灵敏度仿真结果,AlN差分谐振式加速度计灵敏度64.6Hz/g,线性度为0.787%,横向灵敏度为0.0033Hz/g。热仿真的结果表明单个谐振器温度灵敏度约为490Hz/℃,加速度计输出差频温度灵敏度为–0.83Hz/℃,证明了差频检测方案可以降低温度共模误差影响。上述所有仿真结果验证了该加速度计结构设计可行性。

  • 标签: 谐振式加速度计 氮化铝 微杠杆 支撑梁 差频检测
  • 简介:TNNS(真航向导航系统)由MS860接收机、INS及处理数据PC/104架构嵌入式工控机构成.针对TNNS推导了INS(惯性导航系统)误差模型,提出了适合于TNNS降阶扩展卡尔曼滤波算法组合GPS和INS。系统在东海作了三次海试,软件及滤波算法平台由C/C++编制.海上试验表明,组合滤波后,INS位置误差由i00m降低到40m以下;进行最优化滤波后航向误差α由原来0.105°减小为0.034°,纵横摇误差也大幅减小.整个海试结果表明,在TNNS中组合GPS/INS采用降阶扩展卡尔曼滤波算法,大幅提高了系统精度和可靠性.

  • 标签: GPS/INS 组合导航系统 误差模型 降阶扩展卡尔曼滤波
  • 简介:基于微喷三维打印机制造压力传感器,用于可穿戴个人导航系统中。在基底表面不规则或者使用中经常被折弯情况下,微喷打印工艺制备MEMS器件精度更高,性能更好。研究了器件可打印模型和工艺,给出压力传感器可打印分层物理结构;研究了平面结构投影到三维基底上投影空间,基于Terzopoulos弹性模型使用材料弹性度和结构弹性度模型给出投影空间;使用射线投影NURBS曲线来拟合边界轮廓,给出分层切片模型。为验证打印PZT膜压电性能以及设计压力传感器件功能,使用不同机械负荷测试其刚度,使用不同直流偏置来测试耗损因数、品质因数等。通过比较实验对象测量值和理论预测值之间关系可以看出,打印压力传感器薄膜具有很好机械和电气性能。

  • 标签: 三维打印机 微机电系统制造 定点制备 弹性模型 个人导航系统
  • 简介:开式凹腔作为超燃冲压发动机中增加掺混和稳焰装置,其流动稳定性研究对深入理解凹腔增加掺混和稳焰机理以及凹腔设计有着重要学术意义和工程应用价值.基于大涡模拟方法对超燃冲压发动机开式凹腔流动进行数值模拟,分别米用动力学模态分解(dynamicmodedecomposition,DMD)和本征正交分解方法(properorthogonaldecomposition,POD)对自激振荡流动进行稳定性分析.DMD方法可准确提取凹腔振荡频率,与Rossitei'模型以及压力脉动FFT分析得到频率吻合较好,且DMD中对应Roster前3阶频率模态在流动中主导作用顺序也与FFT分析结果一致,自激振荡中RossiterH模态占据主导作用,同时DMD方法对Rossiter3阶以上模态频率预测能力明显强于FFT分析方法.在对低频提取方面,DMD方法比Rossiter模型更具有优势.与前6阶Rossiter模态对应DMD模态均缓慢收敛,主要表现为剪切层中分离涡结构和中部及下游区域中涡结构.前3阶不稳定模态中分离涡结构主要集中在中部剪切层以及后缘附近区域.POD方法中较少模态包含流场绝大部分能量.但是,通过POD方法提取模态频率在分辨率上效果不佳,提取到最低频率为Rossiter3阶模态对应频率,且模态中均存在次频,次频与主频之间耦合导致模态形态相差较大.另外,与DMD方法相比POD方法无法判断所提取模态稳定性.

  • 标签: 开式凹腔 超声速流动 自激振荡 动力学模态分解 稳定性分析
  • 简介:描述了剪切敏感液晶涂层(shear-sensitiveliquidcrystalcoatings,SSLCCs)在高超声速风洞中针对三角翼标模进行表面摩擦阻力(简称摩阻)测量应用情况.建立了基于剪切敏感液晶涂层光学测量系统,在中国航天空气动力技术研究院FD-07风洞中进行了三角翼摩阻测量实验,给出了三角翼表面摩阻分布数据,表明流场结构复杂.实验结果证明了此方法进行高超声速摩阻测量可行性,有效解决了在高超声速流场条件下表面摩阻预测难题,具有重要应用价值.

  • 标签: 剪切敏感液晶涂层 剪切应力测量 平板三角翼 高超声速流场
  • 简介:直接敏感地平是一种典型自主天文导航方法,该方法简单可靠,易于实现,但是由于常用卫星轨道动力学J2模型精度有限,地球敏感器精度较低,因此导航精度不高。加速度计是测量运载体线加速度常用惯性导航设备,当航天器在轨运行时,星载加速度计能够测量航天器所受发散力。结合上述两种方法特点,提出一种将加速度计和天文相结合自主天文导航新方法。在常用卫星轨道动力学模型基础上,引入大气阻力和太阳光压系数模型作为自主导航系统状态方程一部分,并建立近地空间环境下星载加速度计测量模型,将其与直接敏感地平均作为导航系统观测方程。设计基于信息融合自主导航滤波方法,通过对多种导航模式进行数值仿真及结果分析,结果表明所设计方法提高了系统定位精度62.8%和速度精度63.9%,增强了系统可靠性。

  • 标签: 加速度计 天文 自主导航 信息融合
  • 简介:文章首先采用单相浮阻力模型对不同加速度下Rayleigh-Taylor不稳定性诱发物质渗透边界演化过程进行了计算,揭示了该混合在常加速度和变加速度情况下不同发展规律,并通过与实验结果比较分析,验证了该模型适用性.在此基础上,发展了多相浮阻力模型,采用该模型对常加速度情况下含尘气体中RayleighTaylor不稳定性诱导混合进行了研究,发现混合区宽度随着颗粒数密度和颗粒尺寸增大减小,揭示了气体中所含杂质抑制混合发展规律.

  • 标签: 多相浮阻力模型 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 混合 含尘气体
  • 简介:传统应用稳定性理论对横流不稳定性转捩现象预测很难与现代CFD并行化计算结合,为了解决这个问题,文章基于SA-γ-—Re_(θt)转捩模型,使用不可压三维边界层相似性解实现横流位移损失厚度Reynolds数在流场中的当地化求解,结合亚音速试验数据-C1准则构建横流不稳定性转捩判据,从而实现了横流不稳定性转捩预测方法的当地化并行求解.首先采用SA-γ-—Re_(θt)转捩模型对NLF(1)-0416翼型进行了流向转捩预测,证实了该模型正确性.然后应用所建立横流转捩模型对45°前缘后掠角NLF(2)-0415无限展长机翼和DLR-F5机翼,以及标准6∶1椭球标模进行了横流不稳定转捩数值模拟,计算结果显示转捩位置均与试验数据吻合较好,证明了文章所建立方法在不可压边界层转捩预测具有较高预测精度.

  • 标签: 边界层转捩 转捩模型 湍流模型 边界层相似性解 横流不稳定性转捩 C1准则
  • 简介:针对硅微振梁式加速度计输出频率随环境温度漂移问题,提出了抗温漂硅微结构设计方法及相关工艺,降低了环境温度对输出影响,在室温条件即可达到一定精度。通过建立“硅-玻璃”和“玻璃-陶瓷”耦合模型,分析了造成硅微振梁式加速度计温度漂移原因。然后提出了“抗温漂耦合设计”微结构和“半粘结封装”封装工艺,降低了耦合模型中理论温漂。利用加工出原理样机进行实验,结果显示,采用抗温漂结构设计及封装工艺原理样机,输出频率温漂系数为-3.5×10-6/℃,室温下零偏稳定性为72.0μg。实验验证了抗温漂理论可行性,可以满足室温下高精度硅微振梁式加速度计设计要求。

  • 标签: 硅微振梁式加速度计 温度漂移 抗温漂耦合设计 半粘结封装
  • 简介:针对甲酸乙酯(H(CO)OCH2CH3)与羟基自由基(OH)反应动力学展开了理论与实验研究.在理论方面,首先通过量化计算得到了在M06-2x/ma-TZVP水平下准确反应势能面,随后利用多结构-扭转(multi-stucturetorsionMS-T)方法对转动非谐效应进行了研究,获得了非谐校正系数,最后基于传统过渡态理论并考虑Eckart隧穿效应获得了200~2000K温度范围反应速率常数.在实验方面,开展了激波管实验来测定H(CO)OCH2CH3与OH反应速率常数,基于激光吸收光谱技术探测OH自由基306.7nm吸收线,并对反射激波后高温反应过程OH浓度变化进行测量,从而获得了900~1321K温度范围反应速率常数,并论证了理论计算结果合理性与准确性.

  • 标签: 甲酸乙酯 羟基自由基 激波管 激光吸收光谱 反应速率常数
  • 简介:提出了一种在带有反转平台精密离心机上标定陀螺加速度计误差模型二次项系数K2D-最优试验方案。应用该D-最优试验方案,通过重复试验,能够在测试点最少情况下获得高测试精度,实现陀螺加速度计误差模型系数最优(D-最优)辨识。推导了测量随机误差、试验方案测试点、测试点重复测试次数以及误差模型系数方差之间关系式。精度分析结果表明,应用D-最优试验方案,采取重复试验方法,能够有效地减小二次项系数K估计量方差,从而提高K辨识精度。

  • 标签: 陀螺加速度计 离心机 反转平台 D-最优设计
  • 简介:提出了一种在带有反转平台精密离心机上标定陀螺加速度计二次项系数丘方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台测试原理改善了PIGA离心机测试环境条件。所提出测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高占测试时,受到离心机大臂旋转牵连运动影响关键问题,并提出分离和精确标定陀螺加速度计二次非线性项系数届数据处理方法,解决了反转平台引入后造成正弦输入问题。

  • 标签: 陀螺加速度计 离心机 反转平台 测试技术