钟形振子角速率陀螺振动特性与新型BVG检测法

本文主要探讨了钟形振子式角速率陀螺（Bell-shaped Vibratory Angular Rate Gyroscope, BVG）的敏感机理及其检测方法。作者刘宁、苏中和刘洪，分别来自北京理工大学自动化学院和北京信息科技大学智能控制研究所，他们针对这种陀螺仪的独特振动特性和工作原理进行了深入研究。 首先，他们采用三维Ritz方法构建了一个理想条件下的钟形振子中固体波动的动力学模型。这是一种数值分析方法，用于模拟和预测振子在不同工况下的动态行为，这对于理解陀螺内部的物理过程至关重要。通过这种方法，他们能够揭示陀螺内部能量转换和信号生成的内在规律。 接着，通过相似系统的分析，他们推导出钟形振子的等效动力学模型，简化了实际问题的复杂性，使得理论分析更为直观和易于处理。这个等效模型有助于设计者优化陀螺的结构参数和工作条件，以提高其精度和稳定性。 进一步的研究聚焦于振子环形唇缘的振动特性，这是信号产生的关键部位。通过对这个区域的深入分析，作者揭示了如何通过振动模式的变化来检测角速率信息。他们提出了一种融合电容传感器和压电传感器的多传感器信号检测方法，这种方法可以同时捕捉到振子的不同振动模式，增强信号的鲁棒性和可靠性。 作者从理论上验证了这种方法的合理性，通过数学建模和仿真，证明了利用多传感器融合可以有效地提取并解析BVG的信号，对于提升BVG系统的性能和实用性具有重要的指导意义。此外，他们还提供了论文的网络出版地址，方便读者查阅相关详细内容。 这篇论文不仅揭示了钟形振子式角速率陀螺的工作原理，还提供了一种创新的信号检测策略，对相关领域的工程师和研究人员在设计和优化这类陀螺设备时具有很高的参考价值。通过深入理解陀螺的振动特性及其信号产生机制，可以为未来陀螺技术的发展奠定坚实的基础。