陀螺范文10篇

摘要：介紹了三軸慣性陀螺測試轉臺的工作方式及其控制系統的功能，研究了以8051單片機為系統控制核心的轉臺控制器的硬件及軟件設計問題，提出了采用8051單片機及Intel8254定時／計數器對步進電機進行開環位置及速度控制的解決方案。

關鍵詞：陀螺測試轉臺單片機步進電機運動控制

導航系統是飛行器的重要組成部分。慣性陀螺儀表普遍應用于各種類型的飛行器的導航系統中，它反映了飛行器的飛行姿態以及其它重要導航信息，保證了人為或自動駕駛儀對飛行器進行控制的安全性與準確性。為了確保慣性陀螺儀表工作的可靠性，需要對儀表進行定期的校驗，用測試轉臺測試陀螺儀表是比較常用的方法。某機場所使用的測試轉臺大部分存在老化嚴重以及功能單一的問題，尤其是部分轉臺還是老式的手動轉臺，很難保證校準精度，所以需要研制新型數字化的低成本的高精度陀螺測試轉臺及其控制系統。

1陀螺測試轉臺及其控制系統介紹

陀螺測試轉臺主要由高精度轉臺及其控制系統組成。三軸轉臺由ψ軸轉臺、θ軸轉臺、φ軸轉臺三個子系統組成，分別實現三個軸的轉動。各子系統由臺體、驅動系統、轉動系統以及執行機構組成。選用步進電機作為各子系統驅動裝置，經蝸輪蝸桿及齒輪減速后輸出旋轉運動。轉臺的三個子系統中，θ軸轉臺固定在ψ軸轉臺的轉盤上，φ軸轉臺固定在θ軸轉臺的轉盤上。將被測試陀螺儀表固定于φ軸轉臺的轉盤上，按測試要求控制轉臺各軸進行旋轉，模擬飛機飛行中的各種姿態，陀螺儀表則輸出相應的姿態信息，比較轉臺的姿態與儀表的輸出即可校對儀表偏差。

各子系統的運轉由其控制器控制。控制器的主要功能是接收操作人員的控制指令，對控制面板輸入的控制參數進行計算或轉換，變為步進電機的運轉控制信號，輸出到測試轉臺；轉臺在控制器的控制下可工作在速度、轉角、自動等模式；轉臺控制器能夠與上位計算機進行串行通訊，并執行上位計算機的控制指令。轉臺與控制器之間通過航空插頭連接起來，其傳輸的信號包括步進電機的驅動信號和慣性陀螺儀的反饋信號。

吳永亮等利用小波變換把隨機誤差分為白噪聲和有色噪聲，并建立了隨機誤差的模型[5]。袁贛南等提出了一種陀螺隨機誤差的在線補償技術，實驗結果表明精度有了較大提高[7]。YigiterYuksel等提出了一種剩余偏差溫度補償方法，實驗結果表明該方法能夠增強系統的魯棒性[8]。JacquesGeorgy等利用非線性系統識別的方法對陀螺的隨機漂移誤差建模，實驗結果表明該方法很有效[9]。UmarIqbal提出了一種并行串級模塊對誤差進行建模，并進行了實車路面實驗驗證[10]。王新龍等提出了一種能夠適應陀螺漂移時變特點的自適應濾波算法，試驗表明該方法是一種有效的去除光纖陀螺隨機漂移噪聲方法[11]。研究表明，陀螺的隨機誤差源是多樣的、變化的，很難用某一個確定的模型來描述。而AR隨機誤差模型具有較好的靈活度，能夠描述大多數的隨機過程。本文首先分析了微機械陀螺的工作原理和誤差來源，從機理上解釋了微機械陀螺誤差產生的原因。在理論分析的基礎上，基于時間序列的分析建立了微機械陀螺角速度隨機誤差的AR模型。然后基于所建立的AR誤差模型，采用卡爾曼濾波方法對隨機誤差進行了濾波處理。實驗結果驗證了所建模型的有效性。

1微機械陀螺工作原理及誤差分析

1.1微機械陀螺工作原理本文中采用的微機械陀螺是振動陀螺，如圖1所示。其工作原理是：高頻振動質量塊在沿相反方向連續運動，如果沿垂直與的方向施加角加速度時，在哥氏效應的作用下，將會在另一軸方向產生與角加速度成比例的哥氏力。該哥氏力使高頻振動質量塊產生振動，通過外圍轉換電路將高頻振動質量塊的振幅轉換為可測得的電信號，從而獲得輸入角加速度的信息。

1.2微機械陀螺誤差分析引起微機械陀螺產生誤差的因素很多，而且各種原因之間相互關聯。總體來看，陀螺的誤差分為兩類，一類是確定性誤差，一類是隨機誤差。確定性誤差是由器件的制造缺陷、安裝誤差、環境干擾和刻度因數等因素共同決定的。陀螺的確定性誤差主要包括常值零偏、刻度因素誤差和軸失準角等，這類誤差一般具有一定的變化規律，能夠利用確定的函數關系來描述，可以通過轉臺、溫度測試試驗進行參數標定。隨機誤差由某種隨機干擾隨機產生，無法利用確定的函數關系來描述。陀螺的隨機誤差主要由隨機常數、隨機游走、隨機斜坡等組成。

1.3平穩性檢驗本文將陀螺的隨機誤差看作一個隨機過程，采用基于時間序列分析的方法建立陀螺的隨機誤差模型。時間序列建模要求序列為平穩、正態、零均值時間序列，因此建模之前需要檢驗陀螺隨機誤差數據序列的平穩性。這里定義游程是保持序列原有順序的情況下，具有相同符號的序列。游程過多或過少都被認為是存在非平穩趨勢。設時間序列數據足夠長，把數據分成K個等長度的子序列，子序列長度為N。N1、N2分別為各子序列正負值的個數，γ為子序列游程數。

2基于時間序列分析的隨機誤差建模

摘要：DSP在與多個外設進行通信時，需要擴展異步串行通信接口。以TMS320C6711為例，采用ST16C554異步串行收發器，介紹了目前最先進的C6000系列DSP與多路RS232、RS485/422設備通信的設計方案，并給出了軟硬件實現實例。

關鍵詞：數字信號處理器通用異步串行收發器可編程邏輯器件光纖陀螺

DSP與計算機通信的外部接口主要可劃分為串行通信口和并行通信口。串口通信包括采用RS232、RS485／422、USB、IEEE1394等協議的通信，并口通信包括采用IEEE488、IEEE1248等協議的通信。本文主要介紹DSP多路RS232、RS485／422通信系統的設計與實現，并將此系統應用于光纖陀螺三維角速率測量組合中。

1系統方案設計

1．1系統框圖

圖1為DSP多路異步串口通信系統的框圖。計算機接收端為通用的數據采集卡，其與DSP之間采用RS485／422協議，通信速率可達921．6kBPS。光纖陀螺與DSP之間采用RS232協議，通信速率可達115．2kBPS。該系統可以實現DSP與三路RS232設備和一路RS485／RS422設備的通信。

摘要：DSP在與多個外設進行通信時，需要擴展異步串行通信接口。以TMS320C6711為例，采用ST16C554異步串行收發器，介紹了目前最先進的C6000系列DSP與多路RS232、RS485/422設備通信的設計方案，并給出了軟硬件實現實例。

關鍵詞：數字信號處理器通用異步串行收發器可編程邏輯器件光纖陀螺

DSP與計算機通信的外部接口主要可劃分為串行通信口和并行通信口。串口通信包括采用RS232、RS485／422、USB、IEEE1394等協議的通信，并口通信包括采用IEEE488、IEEE1248等協議的通信。本文主要介紹DSP多路RS232、RS485／422通信系統的設計與實現，并將此系統應用于光纖陀螺三維角速率測量組合中。

1系統方案設計

1．1系統框圖

圖1為DSP多路異步串口通信系統的框圖。計算機接收端為通用的數據采集卡，其與DSP之間采用RS485／422協議，通信速率可達921．6kBPS。光纖陀螺與DSP之間采用RS232協議，通信速率可達115．2kBPS。該系統可以實現DSP與三路RS232設備和一路RS485／RS422設備的通信。

--記二炮工程學院教授王漢功

他，被譽為軍隊裝備維修界五大專家之一，曾3次受到江主席的親切接見。

他，知天命之年重新創業卻碩果頗豐：10年共取得26項科研成果，其中獲國家和軍隊科技進步一、二等獎8項；

他，像一只高速旋轉的陀螺，分秒必爭地奔忙在教學和科研第一線。

他就是一等功臣、全國優秀共產黨員、二炮工程學院維修工程教研室教授王漢功。

1989年深秋，50歲的王漢功作出了一個令人瞠目的選擇：離開耕耘了24載的發射瞄準專業，去組建導彈維修教研室。

摘要：測量工作是軌道交通工程建設中的重要環節，測量的精度和效率對軌道交通工程的施工進度及施工質量均會產生重要的影響，測量人員應充分了解高精度陀螺全站儀的基本原理，準確把握其操作規程，科學計算分析測量數據，提升高精度陀螺全站儀的應用效果。

關鍵詞：陀螺全站儀；軌道交通；工程測量

1概述高精度陀螺全站儀

1.1高精度陀螺全站儀基本工作原理

高精度陀螺全站儀是根據陀螺定向原理和地球自轉原理進行測定的高精度測量設備。由于高精度陀螺全站儀在應用時很少受地磁因素的干擾，且可適應復雜氣候條件下的精密測量要求，能夠按照工程需要對任意目標方向進行定位測量，因此在軌道交通工程等多個領域中得到了廣泛應用。

1.2高精度陀螺全站儀的基本作業流程

摘要原子干涉儀是利用原子物質波的特性而實現的干涉儀,冷原子具有很小的速度和速度分布以及良好的相干性,因而冷原子干涉儀具有很高的靈敏度.文章介紹了原子干涉儀的基本物理原理､國內外研究進展､原子干涉儀實現方案及其在精密測量和空間科學領域中的應用.

關鍵詞冷原子,原子干涉儀,慣性測量

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

Keywordscoldatom,atominterferometers,gravitymeasurement

1引言

波的干涉是自然界的本質特性.光是一種電磁波,光的干涉現象早已被人認識.根據量子理論,任何微觀粒子(如電子､中子､原子､分子)都具有波粒二象性,微觀粒子的波動性(稱為物質波或德布羅意波)由波函數描述,服從薛定諤方程.物質波同樣滿足線性疊加原理,具有相干性.自從1991年實現了脈沖式原子干涉儀以來[1],原子干涉儀在精密測量領域得到了廣泛的應用,典型的應用有重力加速度測量和重力梯度測量[2,3],旋轉速率測量和地球自轉速率的測量[4,5,6],牛頓引力常數的測量[7—10]以及精細結構常數的測量[11]等.利用原子干涉儀驗證等效性原理[12,13]以及原子干涉儀在空間應用已經引起關注[14,15].

摘要：民間體育游戲是指民間開發的具有一定的傳統文化特點的活動。相比于現代體育游戲，民間體育游戲能夠更好地對幼兒進行傳統文化教育。但是民間體育游戲畢竟和現代體育游戲不同，既蘊含著有利于幼兒發展的因素，同時也存在著很多不符合當代幼兒身心特點的地方，需要教育工作者加以改進和完善。本文旨在對民間體育游戲如何有效融入幼兒園體育教育進行研究，以更好地發揮民間體育游戲的優勢，促進幼兒的發展。

關鍵詞：民間體育游戲；幼兒園；體育教育；融入策略

民間體育游戲是體育游戲的重要組成，體現在幼兒教育上，民間體育游戲的應用比較廣泛，既可以融入幼兒的學習活動中，也可以融入幼兒的健康活動之中和社會活動之中，從而使民間體育游戲的發展和幼兒教育結合起來。

一、民間體育游戲融入幼兒園體育教育的原則

(一)注重適宜性。民間體育游戲的適用性總體上比較良好。但是由于不同年齡段的幼兒對民間游戲的規則和情節存在明顯的差異，所以在開展民間體育游戲教學時，幼兒教師要對民間體育游戲進行有效整合，根據幼兒的年齡、認知能力、理解能力的不同，針對性地進行教學。此外，對于比較難的民間體育游戲，教師要注意對游戲的難度進行改編，使民間體育游戲能夠適應大多數孩子的認知水平。(二)注重趣味性。民間體育游戲雖然有一定的趣味性，但是與幼兒對趣味性的要求相比，還是存在著一定的差距，往往是文化韻味比較足，但是趣味性不夠高。幼兒處于認識世界的起步階段，對于新鮮有趣的東西比較容易接受，有鑒于此，教師在推進民間體育游戲教學時要注重提高民間體育游戲的樂趣。只有這樣，才能有效發揮民間體育游戲的作用，使幼兒愛上民間體育游戲。

二、民間體育游戲融入幼兒園體育教育的策略

摘要：一種用于微機械慣性傳感器研制與開發的檢測平臺，介紹電容式慣性傳感器微電容信號的檢測原理、該系統的總體結構、各個組成部分的工作原理及自動檢測方法。

關鍵詞：微機電系統（MEMS）微機械陀螺（MMG）檢測

隨著科學技術的發展，許多新的科學領域相繼涌現，其中微米/納米技術就是諸多領域中引人注目的一項前沿技術。20世紀90年代以來，繼微米/納米技術成功應用于大規模集成電路制作后，以集成電路工藝和微機械加工工藝為基礎的各種微傳感器和微機電系統（MEMS）脫穎而出，平均年增長率達到30%。微機械陀螺是其中的一個重要組成部分。目前，世界各個先進工業國家都十分重視對MMG的研究及開發，投入了大量人力物力，低精度的產品已經問世，正在向高精度發展。

1微機械振動陀螺儀的簡要工作原理

陀螺系統組成見圖1，它由敏感元件、驅動電路、檢測電路和力反饋電路等組成。在梳狀靜電驅動器的差動電路上分別施加帶有直流偏置但相位相反的交流電壓，由于交變的靜電驅動力矩的作用，質量片在平行于襯底的平面內產生繞驅動軸Z軸的簡諧角振動。當在振動平面內沿垂直于檢測軸的方向（X方向）有空間角速度Ω輸入時，在哥氏力的作用下，檢測質量片便繞檢測軸（Y軸）上下振動。這種振動幅度非常小，可以由位于質量片下方、淀積在襯底上的電容極板檢測，并通過電荷放大器、相敏檢波電路和解調電路進行處理，得到與空間角速度成正比的電壓信號。

在科研及加工過程中，一個重要的內容就是檢測陀螺儀的特性，如工作狀態諧振頻率、帶寬增益、Q值等，于是就提出了微機械慣性傳感器檢測平臺的研制任務。根據陀螺儀的工作原理，整個儀器包括兩大部分：驅動信號發生部分和表頭的輸出信號檢測部分。驅動信號發生部分對待測的慣性傳感器給予適當的驅勸信號，使傳感器處于工作狀態。信號檢測部分要求檢測出微小電容變化，經過放大、解調處理后，將模擬量轉換成數字量采集到PC機中，分析輸出信號，以確定慣性表的特性。

摘要：一種用于微機械慣性傳感器研制與開發的檢測平臺，介紹電容式慣性傳感器微電容信號的檢測原理、該系統的總體結構、各個組成部分的工作原理及自動檢測方法。

關鍵詞：微機電系統（MEMS）微機械陀螺（MMG）檢測

隨著科學技術的發展，許多新的科學領域相繼涌現，其中微米/納米技術就是諸多領域中引人注目的一項前沿技術。20世紀90年代以來，繼微米/納米技術成功應用于大規模集成電路制作后，以集成電路工藝和微機械加工工藝為基礎的各種微傳感器和微機電系統（MEMS）脫穎而出，平均年增長率達到30%。微機械陀螺是其中的一個重要組成部分。目前，世界各個先進工業國家都十分重視對MMG的研究及開發，投入了大量人力物力，低精度的產品已經問世，正在向高精度發展。

1微機械振動陀螺儀的簡要工作原理

陀螺系統組成見圖1，它由敏感元件、驅動電路、檢測電路和力反饋電路等組成。在梳狀靜電驅動器的差動電路上分別施加帶有直流偏置但相位相反的交流電壓，由于交變的靜電驅動力矩的作用，質量片在平行于襯底的平面內產生繞驅動軸Z軸的簡諧角振動。當在振動平面內沿垂直于檢測軸的方向（X方向）有空間角速度Ω輸入時，在哥氏力的作用下，檢測質量片便繞檢測軸（Y軸）上下振動。這種振動幅度非常小，可以由位于質量片下方、淀積在襯底上的電容極板檢測，并通過電荷放大器、相敏檢波電路和解調電路進行處理，得到與空間角速度成正比的電壓信號。

在科研及加工過程中，一個重要的內容就是檢測陀螺儀的特性，如工作狀態諧振頻率、帶寬增益、Q值等，于是就提出了微機械慣性傳感器檢測平臺的研制任務。根據陀螺儀的工作原理，整個儀器包括兩大部分：驅動信號發生部分和表頭的輸出信號檢測部分。驅動信號發生部分對待測的慣性傳感器給予適當的驅勸信號，使傳感器處于工作狀態。信號檢測部分要求檢測出微小電容變化，經過放大、解調處理后，將模擬量轉換成數字量采集到PC機中，分析輸出信號，以確定慣性表的特性。