一、The research on signal-obtaining pattern for a new type of gyroscope（论文文献综述）
钟鹏[1]（2021）在《水空两栖多旋翼无人机研究和设计》文中研究指明为了提高多旋翼无人机和无人船的适用范围和作业能力,保障水上任务执行的可靠性,设计了一种新型水空两栖多旋翼无人机。通过多旋翼无人机和无人船的功能结构相结合,将多旋翼垂直起降、空中飞行的功能融入到无人船上,突破空中飞行或水上航行的单一模式。本文的工作主要包括以下几个方面:（1）使用SOLIDWORKS设计出水空两栖多旋翼无人机的外形结构。所设计的两栖无人机机身结构呈船型样式,空中飞行时由旋翼提供动力,水面航行时由水下推进器提供动力。（2）完成两栖无人机控制系统各模块的硬件电路设计以及外部动力系统选型,控制系统采用STM32F4为主控芯片。在硬件电路基础上,设计编写姿态参考系统和运动控制系统的软件程序,实现两栖无人机两种运动模式控制及其模式切换的功能。（3）设计了基于多传感器姿态信息融合算法的姿态参考系统,系统采用卡尔曼滤波算法对传感器数据进行滤波处理,采用互补滤波对多传感器数据进行数据融合。所设计姿态参考系统能够适应空中和水上两种不同模式,为控制器提供精确的姿态数据反馈。（4）根据运动控制原理设计了两栖无人机运动控制系统。在经典PID和模糊PID对比分析的基础上,选用模糊PID算法,构建串级模糊自适应PID控制系统。根据水空两栖要求,分别设计了两种模式的控制律。
高丽珍[2]（2021）在《基于地磁/MEMS陀螺信息融合的旋转弹药姿态估计技术》文中认为论文以旋转弹药用地磁/MEMS陀螺组合姿态实时测量需求为牵引,围绕弹载传感信息的准确获取和高效融合问题,开展了旋转弹药外弹道运动模型构建、弹载地磁/MEMS陀螺信息模型建立及弹载应用简化、弹载地磁/MEMS陀螺输出模型参数快速标定与补偿、基于地磁/MEMS陀螺/弹道特征信息融合的弹体姿态估计及相应的试验验证等方面的研究工作。论文主要创新成果如下:（1）针对弹载地磁/MEMS陀螺测量信息中误差因素众多、建模复杂的难题,从传感器输入输出特性角度建立了弹载地磁综合磁测信息数学模型,并提出了基于椭球拟合和三位置组合的两步法现场快速标定方法。弹载地磁场信息综合磁测信息数学模型将地磁场测量中的30个标定参数简化为12个等效误差模型参数,参数的物理概念清晰、明确。基于椭球拟合和三位置组合的两步法现场快速标定方法根据矩阵正交化分解理论将地磁信息参数输出模型参数估计分解为:标准正交化过程和对准误差坐标正交旋转过程。标准正交化过程采用椭球拟合方法实现磁测信息的正交化、标准化及偏置参数估计;对准误差坐标正交旋转过程采用基于三位置磁测数据进行正交坐标系旋转欧拉角参数估计。仿真试验表明:该标定方法具有不需要现场标定基准设备、现场操作简单、误差参数标定精度高、弹载补偿算法计算实时性好的优点,便于弹载地磁场模型参数的现场标定与实时补偿,为外弹道飞行中弹体姿态的实时估计提供准确的地磁场测量数据。（2）针对发射过载造成弹载MEMS陀螺传感特性退化问题,从性能退化机理出发,分析了影响弹载MEMS陀螺测量精度的主要误差输入输出表现形式,建立了性能退化陀螺的等效线性模型,并提出了基于地磁信息哥氏效应模型的递推最小二乘参数估计方法。该方法在外弹道初始段陀螺性能退化稳定后,利用地磁信息和弹体角速率间的哥氏效应,可以快速在线实时估计弹载MEMS陀螺灵敏度和零偏等6个性能退化参数,具有模型参数估计精度高、无需高精度标定设备、在线实时估计等优点,解决外弹道初始段弹载MEMS陀螺退化参数的在线实时标定难题,为外弹道飞行中的实时弹体姿态估计提供准确的弹体角速率测量数据。（3）针对旋转弹药全姿态实时准确测量瓶颈技术,提出了基于地磁/MEMS陀螺/弹道特性信息的序贯自适应EKF全姿态估计算法。该算法以旋转弹体运动模型为状态方程、地磁/陀螺敏感信息为观测量建立了姿态运动状态模型,采用序贯滤波和量测噪声自适应算法对弹载EKF滤波算法进行算法的实时性和自适应估计优化。仿真试验表明:该滤波算法充分利用地磁测姿误差不累积、陀螺测姿短时精度高、旋转弹外弹道姿态连续平滑的特点,可以实时估计弹体的姿态角、角速度、角加速度等信息,具有实时性好、估计精度高、可实时跟踪弹体机动姿态变化的优点,为外弹道飞行中的实时弹体姿态估计提供了新方法和解决方案。研究成果可应用于常规弹药制导化改造和新型智能弹药研制,加快我国精确武器的研发进程。还可推广应用于无人机、小型潜器、微纳卫星等小型载体的姿态信息测量领域。
朱悦[3]（2021）在《猕猴桃授粉机姿态控制系统研究》文中研究说明猕猴桃精准授粉是产业发展的技术瓶颈,授粉喷头的稳定对靶决定花朵的花粉用量和授粉效果。猕猴桃果园地面凹凸起伏,引起作业平台偏斜,导致授粉喷头对靶失效,底盘调姿控制是提高授粉对靶精度的关键。本论文针对靶向授粉作业的底盘调平需求,根据田间作业中授粉机底盘姿态变化范围,设计双横臂悬架调姿态结构;采用互补融合滤波算法获取车架实时姿态,提出以中心点不动式运动解算算法,构建了底盘动态调控系统,初步实现了猕猴桃授粉作业平台的动态调平。主要研究内容如下:（1）猕猴桃授粉机调姿底盘结构设计。以棚架式猕猴桃果园行间地形参数为依据,通过计算,明确底盘控制的调姿范围:俯仰角调整范围为±6°,横滚角调整范围为±9°。调姿底盘悬架采用不等长双叉臂悬架,利用电动推杆连接车架与悬架,利用电动推杆的伸缩带动悬架摆动,实现姿态调整。该结构紧凑、稳定,可满足设计要求。底盘采用机械方式传动,由电机、变速器、差速器、传动桥和驱动轮等实现;采用转向梯形机构转向;底盘设计为轮式电机驱动的遥控控制行走底盘,由驱动电机和蓄电池启动。（2）授粉机车架姿态检测系统设计。猕猴桃授粉机车架为刚性结构,在车架中心布设姿态传感器,获取授粉机底盘实时姿态。本文利用Arduino mega 2560控制器和姿态传感器MPU6000实现车架姿态的获取。利用IIC通讯方式来传输MPU6000的姿态数据;利用四元数和互补滤波融合算法描述姿态,通过修正角速度误差、归一化加速度值、修正陀螺仪零偏、四元数更新、规范化处理和一阶互补滤波融合加速度计和陀螺仪数据,获得车架俯仰角、横滚角信息。（3）底盘姿态调整控制系统设计。完成硬件电路设计与硬件的选型与搭建,构建包括电源模块、控制器模块、姿态调整执行模块、姿态遥控控制模块在内的授粉机姿态调整控制系统。提出中心点不动式运动解算算法,根据俯仰角、横滚角的正负,分四种情况分别解算各推杆运动量。车架姿态调整时,以车架中心为各推杆最终运动目标,四推杆同时运动,采用PID双环控制方法,以传感器测得的姿态角和角速度数据为输入,计算推杆电机角度控制量,输出PWM波控制电动推杆,调整授粉机车架姿态。本文所设计的姿态控制算法系统可有效解决虚腿问题,调平速度快、实时性高。（4）姿态调整系统样机搭建与试验验证。搭建底盘调姿控制平台,由可调姿底盘和姿态调整控制系统组成。底盘由电动推杆、电机、传动系统、转向系统、悬架和车架构成。设计静态、动态姿态调整性能试验,验证了底盘控制系统姿态调整效果。授粉机静态环境下,车身横滚角的姿态调整范围为-9.93～9.17°,俯仰角的姿态调整范围为-5.04～7.48°,满足地面起伏坡度要求。授粉机以0.5m/s的速度行驶时,调平控制状态车架倾斜在2°内波动,花蕊在有效喷雾覆盖范围内,能保证充分授粉,满足授粉对靶需求。
何静[4]（2021）在《多源融合导航系统仿真平台设计与实现》文中研究表明随着导航定位技术在当前社会生活中的广泛应用,人们对导航定位系统的实时性和精确性提出了更高的要求。多源融合导航系统凭借数据来源的多样性和提供服务的精确性等特点,受到了越来越多研究者的关注。在实际应用中,多源融合导航系统不仅能够将多源异构的信息数据进行融合处理,提高系统冗余度及系统性能,还能综合不同信息源数据的优劣势,保障信息的完整性。然而,当前的多源融合导航系统往往面临信息源冲突和信息融合冗余等问题,导致最终定位、导航、授时服务的质量存在较大提升空间。基于上述原因,在深入研究多源融合导航系统相关技术的基础上,本文设计并实现了多源融合导航系统的仿真平台。本文的主要研究内容如下:（1）设计了多源融合导航系统仿真平台的体系架构。在分析目前融合导航技术存在问题的基础上,剖析仿真平台需求,完成了多源融合导航仿真平台的整体功能设计并对各子模块的详细功能进行分析。（2）对常用的导航定位系统进行了分析,研究了多源融合技术及融合导航算法并扩充融合算法库。在对多种导航系统的相关原理和误差来源分析的基础上,建立了相应的数学模型和误差模型;同时,研究了INS/GNSS、INS/CNS、INS/GNSS/视觉导航三种常用的融合导航算法,扩充了融合算法库中的常见内置算法。（3）改进了两种基于神经网络的融合算法。为了解决GNSS信号失锁导致的单一惯性导航系统定位误差较大的问题,本文改进了一种基于神经网络的INS/GNSS融合导航算法;同时,基于IMM及RNN改进了INS/GNSS/视觉载体信息的融合定位方法。并对两种融合导航算法进行了仿真、对比及分析,验证方法的可行性及有效性。（4）实现了一个可配置、可重构和可复现的多源融合导航系统仿真平台,并对仿真平台进行了功能测试和性能测试。仿真分析和实例验证的结果都表明了相较于当前的导航系统平台,本文提出的多源融合导航系统仿真平台在模块间耦合性、可扩展性及容错性等方面均得到了较大改善。
姜景科[5]（2021）在《半球谐振陀螺仪温控系统设计与研究》文中认为半球谐振陀螺仪是一种无转动部件的新型陀螺仪。在航空航天惯导系统,自动化控制等领域都具有广泛的应用。半球谐振子是半球谐振陀螺仪的核心部件,温度的变化会导致半球谐振子相关物理参数发生变化,进而导致半球谐振子的固有频率发生变化,其固有频率又与半球谐振陀螺仪的输出具有相关性,固有频率发生变化会导致半球谐振陀螺仪在使用时出现漂移现象。为了保证半球谐振陀螺仪的输出精度和工作稳定性,需要将半球谐振陀螺仪的工作环境温度控制在恒定值,使其输出不受环境温度干扰,进而抑制热漂移的产生。本课题旨在研究和设计出一套温度控制系统使半球谐振陀螺仪工作在一个恒温环境中。论文首先针对半球谐振陀螺仪的结构和工作原理进行简单介绍,分析温度效应对其产生的影响,了解半球谐振陀螺仪产生热漂移的原因,再确定整体设计方案,由于高精度温度测量是温控系统保证精度的研究基础和前提条件,所以论文对温度传感器的选择、标定、精度提高和测量误差进行了较为详细分析。系统硬件设计主要集中在恒温箱和控制箱这两部分,恒温箱主要用于放置半球谐振陀螺仪,为其工作提供环境;控制箱是系统设计的核心,它通过油路系统实现对恒温箱的加热和冷却,为恒温箱内半球谐振陀螺仪营造恒温环境,以及对控制过程中的数据进行实时采集和调理。系统软件设计分为上位机和下位机两部分,整体采用分布式运行模式,上位机的功能主要是人机交互、界面可视化、数据记录与保存等;下位机主要负责数据采集、调理以及核心控制算法实现。本课题在控制方式上,提出了采用变压器油作为温控载体代替电加热的方式实现系统温度控制,很好地杜绝了电磁干扰对半球谐振陀螺仪工作的影响。在控制算法上,以PID控制结合继电反馈法自整定参数为算法核心,对常规的单级PID控制模式进行了改进,变成二级控制模式,加热环节和冷却环节同时参与控制,协调工作,保证控制精度,最后运用Lab VIEW软件进行程序设计实现完整的算法功能。仿真实验和系统运行结果表明,本设计能够满足技术要求,温控精度达到±0.05℃,为半球谐振陀螺仪的工作和性能测试提供了稳定的恒温环境。
杜韫[6]（2021）在《基于卡尔曼滤波的MHD和MEMS传感器宽频角速度信号融合》文中指出随着国家航天航空技术的迅速发展,对高精度的惯性视轴稳定系统的指向精度和稳定性能的要求愈加苛刻。受角速度测量带宽的限制,现有惯性稳定参考单元的姿态测量精度尚不满足要求。MHD角速度传感器（Magnetohydrodynamics,简称MHD）兼具宽频带和低噪声的优点,能够有效获得1-1000Hz带宽内的微角振动信息。为了实现DC-1000Hz带宽内角速度测量,并考虑应用于惯性稳定平台的负载,采用MHD角速度传感器与MEMS陀螺仪（Micro-Electromechanical Systems,简称MEMS）进行组合测量。卡尔曼滤波适合在惯性导航领域实现高精度实时融合,但在传感器模型不确定、干扰类型多样的情况下,其稳定性有所欠缺。因此,需要改进基于卡尔曼滤波的融合方法,并利用MHD角速度传感器与MEMS陀螺仪的角速度信号实现全通带测量。本文的主要工作如下:（1）分析了MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的工作原理及特性,明确了本文中两个传感器的选型,综述了几种常见的全通带角速度传感器的融合方法,并分析了它们的优缺点。（2）为了提高卡尔曼滤波算法的稳定性,首先分析了MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪基于标准卡尔曼滤波融合算法的工作过程,然后提出了基于频域增强的自适应卡尔曼滤波算法。这是一种结合测量协方差辅助信号频率判定的增强型自适应融合算法,融合原则是低频段输出使用MEMS陀螺仪的信号,中频段融合两个传感器的信号,高频段输出使用MHD角速度传感器的信号。（3）为了验证所提出的增强型自适应卡尔曼滤波算法的有效性,首先建立了MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的频域模型,并对它们进行了Allan方差噪声特性统计。然后在扫频对比实验和多谐波、阶跃响应实验中验证了该算法的可靠性。实验结果表明,虽然受到了两个传感器频域模型误差的影响,但是融合信号的幅值在全频带内的最大波动量只有0.0045d B,并且信噪比得到了提升。（4）在离线实验中完成所提出算法的验证后,选用DSP TMS320F28335实现了角速度信号融合并在振动转台上进行实时测试。受传感器频域模型、计算误差以及DSP自身处理性能的影响,融合信号在全通带内幅值波动较大,最大波动量达到0.195d B,并且噪声偏大。因此,还需进一步优化实时实现方法。
张志强[7]（2020）在《水下移动重力测量理论方法及应用研究》文中认为海洋重力数据是海洋地球物理重要信息,在地球物理、矿产资源勘探、军事运用和火箭发射等方面都有广泛应用。卫星测高和船载重力测量可获得数公里乃至更大区域的海面重力特性,但较小规模（亚公里）的海底地质特征仍需结合水下和近海底调查,以克服离势场源过远所造成的信号衰减。水下移动重力测量能够连续实施近水底的重力勘测,如使用自治水下无人航行器（AUV）还能允许水面母船同时执行多个任务,进而降低水下重力测量相关的高成本和准入门槛,是未来海洋重力测量发展的重要方向。相对于普遍采用的航空、船载移动重力测量,水下移动重力测量无法使用卫星定位信号,需要使用水声定位、捷联惯导以及深度计等多种辅助定位设备才能得到准确三维位置,同时水下航行物体运动姿态与飞机、舰船航行有较大区别,对于重力测量的影响机理不同。本文从水下移动重力测量应用需求出发,以AUV搭载捷联式重力仪为主要研究方向,结合理论研究、实航数据和实验分析,分别建立了水下移动重力测量模型、分析了AUV平台对重力测量的影响、设计了有效的重力测量平台、提出了适于捷联式重力仪的算法和数据处理流程,并通过湖上实验验证了软硬件平台的合理性和可行性。论文的主要工作和成果主要包括:（1）研究了水下移动重力测量的基本原理和方法,建立了水下移动重力测量模型和相应的误差模型,重点分析了捷联式重力仪姿态、位置和速度等误差源。讨论了1 mgal精度的可行性以及对水下定位设备的性能要求。经计算,在重力传感器与捷联式航空重力仪一致、水声定位系统定位精度达到测量斜距的0.5%、水压深度计测深测量精度达到5 cm且多普勒计程仪测速精度达到0.1 m/s的情况下,可以确保水下移动重力测量达到精度要求。（2）分析了AUV作为搭载平台,其水下运动对重力测量的影响（本文称为诱导重力）,推导了矢量重力测量的诱导重力计算公式,基于国内自主研发的三型AUV实际海上航行数据,计算了相应的诱导重力。对于矢量重力测量来说,应当使用排水量较大的AUV,并通过总体优化设计尽量减小定深航行时的俯仰角和航向角,同时在实施测量时严格控制转向和加减速运动;对于标量重力测量来说,采用多推进器组合方式的AUV是实施水下移动重力测量的最佳选择,重力仪布置在距运动中心X轴方向上大于4 m时、Y轴方向上大于2 m时,诱导重力将大于1 mgal。（3）设计了1套基于AUV的水下移动重力测量平台,包括平台总体、控制系统、导航系统、载荷和重力测量系统设计,建立了8个推进器的控制模型,采用了水下航行模糊控制方法的AUV重力测量平台控制系统。分析了水下移动重力测量对导航设备的性能要求,设计了由INS+DVL、DGPS+SBL、水压深度计、水声高度计和避碰声纳等设备组成的组合导航系统并进行了设备选型,导航系统同时提供重力计算所需的水下位置、速度及深度信息。（4）围绕水下移动重力测量所需的精确位姿估计问题开展了融合估计方法研究,研究了在误差状态下的间接估计模式和位姿状态下的直接估计模式,通过推导状态演化方程建立了状态模型;根据外部量测方程构建了观测模型,分别形成了间接模式与直接模式的数据融合状态空间模型。在此基础上,针对间接模式方法的数值问题提出了改进算法;针对直接模式连续-离散状态空间模型的求解问题,提出了连续时间更新的数值积分方法与离散观测更新的虚采样迭代方法,形成了直接模式位姿估计的连续-离散迭代扩展卡尔曼滤波（CD-IEKF）算法。通过工业级GNSS模拟器生成的不同载体运动数据与不同精度等级IMU的仿真测量数据验证了该方法的有效性。（5）构建了由AUV重力测量平台、重力仪和测量船组成的水下移动重力测量验证实验系统,于2020年1月在武汉市木兰湖水域沿着同一路径先后进行了4条水面测线、2条水下测线的移动重力测量,采用重复测线评估重力测量,精度达到0.42 m Gal,验证了水下重力测量与水面测量的一致性,证实了水下移动重力测量的可行性;进而基于本文提出的CD-IEKF算法进行了重力测量数据处理与重力提取,得到调整后重力异常测量的内符合精度为0.16 m Gal,证明了本文提出的算法具有较好的初始条件鲁棒性和动态估计性能。（6）讨论了不同形体的重力梯度理论模型,建立了均质半球体、质点和长方体引起的重力梯度及其空间分布。以美国俄亥俄级弹道导弹核潜艇为例,重点研究了密度不均匀物体的重力梯度信号及其测量问题,包括潜艇外壳和内部质量亏损引起的重力垂直梯度异常,计算了在不同的重力梯度仪器精度条件下对典型潜艇的探测距离,按照潜艇与AUV高度差500 m进行分析,重力梯度仪精度达到10-4E（E（?）tv（?）s）时,搜索宽度可达830 m。
陈锐[8]（2020）在《六自由度串联式力反馈设备功能改进及交互性能研究》文中研究表明作为人机交互的接口,力反馈设备将虚拟环境中的力觉信息真实地反馈给操作者,大大提高了操作的交互性和临场感。目前,国内对力反馈设备的研究与国外相比还有较大差距,不仅体现在力反馈设备自身的性能,更体现在交互应用程序开发功能上。针对上述问题,本文以实验室自主研发的六自由度串联式力反馈设备为研究对象,分别从设备和应用开发层面,对力反馈设备进行研究,主要内容如下:（1）在设备层面上,对设备末端机构和重力补偿进行功能优化。研制了通用型多用途末端,使用蓝牙陀螺仪采集姿态,解决了原末端通用性差、笨重且操作不灵活的问题。基于新末端,利用静力平衡方法重新进行被动重力补偿研究,并通过动力学仿真优化平衡方程。对重力补偿效果进行了实验测量,残余重力相较于原补偿方案降低了59%。（2）研究了对力反馈设备交互性能进行评估的实验验证方法。根据交互性能指标设计实验评估方法,并通过心理物理学方法进行交互性能量化研究,最后对三台不同类型的力反馈设备交互性能进行评估,验证了评估方法的有效性。（3）在应用开发层面上,重点解决了操作虚拟物体时的交互穿透效应和设备-上位机通信的通用性问题。提出了基于Phys X物理引擎的速度控制多点防穿透算法,实现了多点碰撞不穿透;开发动态链接库解决了设备API与Unity3D跨编程语言通信的问题;最后将防穿透算法应用至两台不同的设备上,验证了通信方案和防穿透算法的通用性。（4）研发了基于Unity3D的力觉交互应用程序接口（HIAPI）。首先设计HIAPI的软件框架为应用层和设备层,然后对现有设备层的位置和输出力算法进行优化;重点在应用层设计了六种力觉交互算法和其它接口类函数;最后,使用HIAPI开发了应用实例,测试函数功能,并在不同设备上验证了应用实例的有效性,验证了HIAPI的通用性。
张曼琳[9]（2020）在《多传感器AUV姿态数据融合算法研究》文中进行了进一步梳理姿态检测是水下无人潜航器导航控制的基础。利用多传感器数据融合算法准确测量AUV的姿态信息,做出相应控制信息,保证AUV的基本航行是极为重要的。本文针对现有的多传感器数据融合算法的局限性,重点研究了适用于非线性系统下的无迹卡尔曼滤波算法,提出了基于AUV姿态检测的多传感器数据融合算法,通过自适应策略调整噪声协方差,提高融合算法的准确性,并通过实验对其性能完成验证。本文首先分析了数据融合算法的发展现状,并对姿态解算方法以及融合算法进行对比和总结。其次从坐标系的选取以及姿态的表示方法等方面研究了 AUV姿态检测的基本理论,重点分析了基于四元数的姿态更新实现过程。通过研究MEMS传感器测姿原理设计传感器组合测姿方法。在AUV姿态数据采集阶段,首先分析AUV系统特点以及UKF算法在强非线性环境下的性能,确定本文的数据融合算法。使用低成本MEMS传感器设计了一款小型的AUV测姿系统,通过传感器配置得到可靠的原始姿态数据。通过分析传感器误差来源建立误差模型,实现原始姿态数据的预处理以提高测量精度。在数据融合算法研究和设计阶段,论文提出的AUV姿态数据融合算法主要从系统模型简化和自适应因子研究两个方面展开UKF算法的优化与设计。利用四元数更新方程替代UKF算法中的非线性状态方程以减少UT变换次数,通过比较残差理论协方差矩阵与残差实际协方差矩阵的大小设置自适应因子,然后利用此因子调整系统噪声协方差和测量噪声协方差,以解决噪声统计特性的不确定性带来的误差影响,最后详细介绍了融合优化策略后的UKF算法实现步骤,以实现对传感器姿态数据的融合处理以及精度的提升。论文最后对姿态数据融合算法进行仿真验证。将实验分为静态和动态测试两类分别进行测试,静态测试中分析固定姿态角下的融合精度,动态测试则采集动态数据进行融合分析。仿真结果表明,基于AUV的多传感器姿态数据融合算法可以有效避免陀螺仪漂移误差,在缓慢运动下可以提高融合精度,而且测姿系统的选型上可满足AUV低成本的需求,具有一定应用价值。
樊波[10]（2020）在《MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究》文中进行了进一步梳理MEMS振动陀螺是基于科式效应和微机械加工工艺的角速度传感器。因其体积、功耗和成本方面具有无可比拟的优势,广泛应用在消费电子、汽车安全和工业自动化等领域。然而目前MEMS振动陀螺的精度受自身尺寸约束和加工工艺等问题限制,难以满足高端应用市场需求,因此实现高精度MEMS振动陀螺是最主要的研究课题之一。模态简并和高品质因数是实现高精度MEMS振动陀螺主要途径。其中盘式谐振陀螺是目前最具精度潜力的MEMS模态简并陀螺之一,然而制造过程中较大的相对工艺公差会引入频率裂解和阻尼非对称等结构误差,导致其灵敏度降低和零偏性能恶化。此外,部分能量损耗机制限制了高品质因数的实现。因此为了最大程度解决上述问题,本文以盘式谐振陀螺结构为参考,在陀螺动力学分析的基础上,充分利用微尺度下的物理特性,从结构对称性和能量损耗机制角度深入探究了高度对称高精度MEMS陀螺结构的设计方法。主要的研究内容和创新点如下:1、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究。基于MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型,确定频率对称性的影响因素。经探讨MEMS工艺的发展起源和掩模工艺特点,首次提出了线形结构工艺公差小于弧形结构的设想。基于设想,设计了全线形结构的类蛛网状盘式谐振陀螺（CDRG）,且在同片晶圆上并排加工了频率相近的圆环状盘式谐振陀螺（RDRG）用以对比研究。最后结合理论、仿真和实验结果对比验证了这个设想。实验数据表明CDRGs最小制造相对频率裂解仅为29.9ppm,均值为79.1ppm,不足RDRGs的1/7,是迄今文献报道的MEMS轴对称陀螺中制造相对频率裂解均值和波动范围最小的一类陀螺结构。其优秀的频率对称性可实现低压模态匹配,降低了ASIC测控电路集成难度。2、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称性研究。针对存在部分能量损耗机制限制品质因数提升这一问题,全面建立类蛛网状盘式谐振陀螺的各个能量损耗机制理论模型。首先基于修正连续流体模型和能量传递模型推导了陀螺的气体阻尼解析模型;并依据Zener解析模型和COMSOL有限元模型分别估算了热弹性阻尼,继而利用完美匹配层法求解锚点阻尼,最后对品质因数进行测试验证。能量传递模型对应的总能量损耗机制理论模型估计值与实验结果非常吻合,品质因数温度系数误差不超过2%。此外,首次提出了晶向误差模型和环宽非均匀等效误差模型对阻尼非对称误差机理进行了分析,与实验结果部分符合。3、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构特性分析及性能测试以实现高性能陀螺结构的角度出发,通过模态叠加法和过载应力法分析MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的动力学特性和抗冲击能力,采用参数法确定谐振器结构尺寸,推导了电容换能器的静电激励和电容检测数学模型。并对结构非线性特性展开了研究,发现设计的电容换能器在谐振器的振幅放大效应下可有效降低了非线性效应。最后对比测试了CDRG和RDRG的性能。在力再平衡模式下,CDRG锁定最大位移时最佳性能:标度因子、零偏不稳定性和角度随机游走分别为98.1 m V/（°/s）、0.004°/√h和0.187°/h。与RDRG相比,其性能指标分别提高了112%、700%和314%。这些均表明MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺具有实现高精度陀螺巨大潜力。
二、The research on signal-obtaining pattern for a new type of gyroscope（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、The research on signal-obtaining pattern for a new type of gyroscope（论文提纲范文）
（1）水空两栖多旋翼无人机研究和设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多旋翼无人机的研究现状 |
| 1.2.2 无人船的研究现状 |
| 1.2.3 两栖无人机的研究现状 |
| 1.3 研究内容和结构 |
| 1.3.1 研究目的和内容 |
| 1.3.2 关键技术分析 |
| 1.3.3 论文结构安排 |
| 第二章 两栖无人机总体方案 |
| 2.1 两栖无人机的总体功能与指标要求 |
| 2.1.1 功能需求 |
| 2.1.2 设计指标 |
| 2.2 两栖无人机的总体设计方案 |
| 2.2.1 总体设计思路 |
| 2.2.2 总体方案设计 |
| 2.3 外形结构设计 |
| 2.3.1 机身整体设计 |
| 2.3.2 机臂折叠设计 |
| 2.3.3 船型浮筒设计 |
| 2.3.4 悬挂装置设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 两栖无人机硬件设计 |
| 3.1 硬件总体设计 |
| 3.2 主控模块 |
| 3.2.1 主控芯片 |
| 3.2.2 最小系统电路设计 |
| 3.3 供电模块 |
| 3.4 姿态测量模块 |
| 3.5 高度测量模块 |
| 3.6 GPS定位模块 |
| 3.7 无线通信模块 |
| 3.8 动力系统器件选型 |
| 3.8.1 螺旋桨选型 |
| 3.8.2 电机选型 |
| 3.8.3 电机驱动选型 |
| 3.8.4 推进器选型 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 姿态参考系统设计 |
| 4.1 传感器数据校正 |
| 4.1.1 陀螺仪 |
| 4.1.2 加速度计 |
| 4.1.3 磁力计 |
| 4.2 数据滤波算法 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波算法 |
| 4.2.2 仿真实验 |
| 4.3 姿态解算算法 |
| 4.3.1 互补滤波算法 |
| 4.3.2 仿真实验 |
| 4.4 姿态参考系统设计 |
| 4.4.1 多传感器姿态信息融合算法 |
| 4.4.2 姿态信息融合程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 运动控制系统设计 |
| 5.1 运动控制原理 |
| 5.1.1 空中飞行控制原理 |
| 5.1.2 水上航行控制原理 |
| 5.2 运动控制算法研究 |
| 5.2.1 PID算法 |
| 5.2.2 模糊PID算法 |
| 5.2.3 对比仿真实验 |
| 5.3 运动控制系统设计 |
| 5.3.1 空中飞行控制设计 |
| 5.3.2 水面航行控制设计 |
| 5.4 控制系统程序设计 |
| 5.4.1 主控流程 |
| 5.4.2 空中飞行控制程序 |
| 5.4.3 水面航行控制程序 |
| 5.4.4 模式切换程序 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实物测试 |
| 6.1 硬件电路检测 |
| 6.2 姿态解算测试 |
| 6.3 运动控制测试 |
| 6.3.1 空中功能测试 |
| 6.3.2 水上功能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）基于地磁/MEMS陀螺信息融合的旋转弹药姿态估计技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 弹载姿态测试关键技术及测试方法分析 |
| 1.2.1 制导炮弹姿态测试环境及关键技术分析 |
| 1.2.2 弹载姿态测试方法分析 |
| 1.3 国内外研究现状及发展动态分析 |
| 1.3.1 陀螺仪的发展现状 |
| 1.3.2 磁传感器的发展现状 |
| 1.3.3 制导弹药姿态测量技术发展现状 |
| 1.3.4 地磁/陀螺传感参数标定技术现状 |
| 1.3.5 基于多源信息融合的弹药姿态实时估计技术 |
| 1.3.6 旋转弹姿态测量的关键技术 |
| 1.4 主要研究内容及论文结构安排 |
| 第2章 旋转弹药外弹道模型与弹载传感信息理想模型 |
| 2.1 坐标系统及相互间的转换 |
| 2.1.1 描述弹体运动的坐标系定义 |
| 2.1.2 坐标系参数间的几何关系 |
| 2.2 旋转弹药外弹道模型 |
| 2.2.1 旋转弹体动力学方程 |
| 2.2.2 旋转弹运动学方程 |
| 2.2.3 有控飞行段的弹体控制方程 |
| 2.3 弹载地磁/陀螺信息理想模型 |
| 2.3.1 弹载地磁信息理想模型 |
| 2.3.2 弹载陀螺信息理想模型 |
| 2.4 典型旋转弹药外弹道模型计算机仿真 |
| 2.4.1 无控抛物线空气弹道及弹载传感器仿真 |
| 2.4.2 机动飞行空气弹道及弹载传感器仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 弹载地磁/MEMS陀螺传感信息分析与建模 |
| 3.1 弹载三轴磁传感器测量模型分析 |
| 3.1.1 三轴磁传感器制造误差机理分析与建模 |
| 3.1.2 磁传感信息与弹体系间机械对准误差角机理分析与建模 |
| 3.2 弹体磁干扰误差机理分析与建模 |
| 3.2.1 弹载干扰磁场源分析 |
| 3.2.2 弹载干扰磁场特性 |
| 3.3 弹载磁传感矢量信息综合模型 |
| 3.4 弹载MEMS陀螺传感测量误差模型 |
| 3.4.1 弹载MEMS陀螺发射过载后功能退化 |
| 3.4.2 弹载MEMS陀螺输出等效数学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 弹载地磁/微陀螺快速标定技术 |
| 4.1 弹载地磁传感等效模型的正交化分解 |
| 4.2 基于椭球拟合算法的弹载地磁传感标准正交化标定 |
| 4.2.1 椭球拟合标定算法理论分析 |
| 4.2.2 弹载地磁传感标准正交化标定 |
| 4.2.3 试验验证及分析 |
| 4.3 基于三位置法的弹载磁传感器对准误差标定 |
| 4.3.1 弹载磁传感器对准误差标定方法分析 |
| 4.3.2 对准误差角现场快速标定及补偿算法 |
| 4.3.3 三位置法对准误差标定算法误差分析 |
| 4.3.4 基于弹载磁传感模型参数的地磁场数据获取 |
| 4.3.5 试验验证及分析 |
| 4.4 基于地磁信息的弹载微陀螺在线标定 |
| 4.4.1 地磁矢量的哥氏定理 |
| 4.4.2 基于地磁信息的弹载MEMS陀螺退化参数在线估计方法 |
| 4.4.3 试验验证及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于弹道模型/地磁/微陀螺信息的弹体姿态实时估计 |
| 5.1 自由飞行段纯地磁测姿算法 |
| 5.1.1 单历元的地磁测姿算法 |
| 5.1.2 基于地磁/弹道特征信息的EKF姿态估计算法 |
| 5.2 机动飞行段的地磁/微陀螺信息融合姿态估计算法 |
| 5.2.1 基于地磁/陀螺/弹道特征信息融合的弹体全姿态估计算法 |
| 5.2.2 改进型EKF弹体姿态信息实时估计 |
| 5.3 弹体姿态估计算法仿真试验及分析 |
| 5.3.1 无控抛物线空气弹道仿真试验 |
| 5.3.2 针对地面机动目标的机动弹道仿真试验 |
| 5.3.3 针对空中机动目标的机动弹道仿真试验 |
| 5.3.4 各姿态估计算法实时性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）猕猴桃授粉机姿态控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆姿态调整方法研究 |
| 1.2.2 车辆姿态控制方法研究 |
| 1.2.3 车体姿态测量方法研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 调姿底盘结构设计 |
| 2.1 设计要求 |
| 2.2 授粉机作业调姿需求 |
| 2.3 底盘调姿方案选择 |
| 2.4 调姿悬架结构参数确定 |
| 2.5 底盘结构设计 |
| 2.5.1 可变悬架结构 |
| 2.5.2 底盘传动结构 |
| 2.5.3 转向传动机构 |
| 2.6 悬架设计 |
| 2.6.1 悬架尺寸参数设计 |
| 2.6.2 悬架调姿范围计算 |
| 2.6.3 受力分析与校核 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 姿态检测系统设计 |
| 3.1 姿态传感器安装与修正 |
| 3.1.1 姿态误差分析 |
| 3.1.2 传感器安装误差修正 |
| 3.2 数据解算与融合 |
| 3.2.1 四元数解算 |
| 3.2.2 姿态融合算法 |
| 3.3 姿态获取系统 |
| 3.3.1 硬件电路设计 |
| 3.3.2 软件算法设计 |
| 3.3.3 姿态获取效果验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 姿态调整系统设计 |
| 4.1 姿态调整控制系统整体方案确定 |
| 4.2 姿态调整系统硬件设计 |
| 4.2.1 硬件系统组成 |
| 4.2.2 硬件选型与搭建 |
| 4.2.3 姿态调整硬件电路设计 |
| 4.3 姿态调整系统软件设计 |
| 4.3.1 姿态调整策略 |
| 4.3.2 电动推杆运动解算 |
| 4.3.3 程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 样机的试制与试验 |
| 5.1 姿态调整系统搭建 |
| 5.2 授粉机姿态调整性能验证试验 |
| 5.2.1 姿态调整范围测定 |
| 5.2.2 静态姿态调整性能测试 |
| 5.2.3 整车动态调姿性能试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）多源融合导航系统仿真平台设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 融合导航现状 |
| 1.2.2 导航系统平台现状 |
| 1.3 本文的研究内容及章节安排 |
| 第二章 多源融合导航系统仿真平台的设计 |
| 2.1 系统总体分析 |
| 2.1.1 仿真平台功能分析 |
| 2.1.2 仿真平台的性能分析 |
| 2.2 多源融合导航系统仿真平台的构架 |
| 2.3 多源融合导航系统的设计 |
| 2.3.1 平台模式及操作流程 |
| 2.3.2 仿真平台设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多源融合算法库的相关技术与算法 |
| 3.1 多源融合模型的相关技术 |
| 3.1.1 数据预处理 |
| 3.1.2 初始对准 |
| 3.1.3 多源融合算法解算技术 |
| 3.2 多源融合导航算法库设计及算法 |
| 3.2.1 捷联惯性导航算法 |
| 3.2.2 INS/GNSS松耦合算法 |
| 3.2.3 INS/CNS融合导航 |
| 3.2.4 INS/GNSS/视觉融合导航 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于神经网络的多源融合导航算法 |
| 4.1 神经网络模型介绍 |
| 4.1.1 循环神经网络 |
| 4.1.2 长短期记忆网络 |
| 4.2 基于LSTM的 INS/GNSS融合算法 |
| 4.2.1 算法结构及公式 |
| 4.2.2 算法仿真设计及结果分析 |
| 4.3 基于RNN的 GPS/INS/相机融合算法 |
| 4.3.1 交互式多模型-无迹卡尔曼滤波 |
| 4.3.2 INS/GNSS/视觉融合方法结构 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多源融合导航系统仿真平台实现及验证 |
| 5.1 多源融合导航仿真平台介绍及设计实现 |
| 5.1.1 内部结构设计 |
| 5.1.2 多源融合导航系统仿真平台主页面 |
| 5.1.3 导航数据载入模块 |
| 5.1.4 轨迹模拟发生器 |
| 5.1.5 多源融合导航算法库 |
| 5.1.6 算法解算结果显示 |
| 5.2 多源融合导航系统仿真平台验证 |
| 5.2.1 仿真平台测试方案 |
| 5.2.2 仿真平台功能测试 |
| 5.2.3 多源融合导航系统仿真平台性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（5）半球谐振陀螺仪温控系统设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景意义及来源 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 温度效应对半球谐振陀螺仪参数的影响分析 |
| 2.1 半球谐振陀螺仪基本结构及工作原理 |
| 2.2 温度对半球谐振子材料密度的影响 |
| 2.3 温度对半球谐振子材料泊松比的影响 |
| 2.4 温度对半球谐振子材料弹性模量的影响 |
| 2.5 温度对半球谐振子材料应力的影响 |
| 2.6 温度对半球谐振子球体内径的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 半球谐振陀螺仪温控系统总体设计方案 |
| 3.1 技术指标与要求 |
| 3.2 系统总体结构 |
| 3.3 系统精度保障及影响因素分析 |
| 3.3.1 温度高精度测量 |
| 3.3.2 油温热模型的建立与分析 |
| 3.3.3 板卡数据采集精度 |
| 3.3.4 硬件保障措施 |
| 3.3.5 软件算法实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 半球谐振陀螺仪温控系统硬件设计 |
| 4.1 恒温箱设计与优化 |
| 4.1.1 恒温箱设计 |
| 4.1.2 恒温箱优化 |
| 4.2 控制箱设计 |
| 4.2.1 控制箱结构设计 |
| 4.2.2 控制箱电气设计 |
| 4.3 油路系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 半球谐振陀螺仪温控系统软件设计 |
| 5.1 系统软件设计架构 |
| 5.2 上位机模块功能分析 |
| 5.2.1 用户管理系统 |
| 5.2.2 参数设置 |
| 5.2.3 测试启动 |
| 5.2.4 维护操作 |
| 5.2.5 PID参数整定 |
| 5.2.6 波形浏览 |
| 5.3 下位机模块功能分析 |
| 5.3.1 通讯处理 |
| 5.3.2 模拟量采集与处理 |
| 5.3.3 数字量采集与处理 |
| 5.3.4 恒温PID控制 |
| 5.4 软件功能实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 系统测试结果 |
| 6.1 测试结果 |
| 6.1.1 无负载状态 |
| 6.1.2 有负载状态 |
| 6.2 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于卡尔曼滤波的MHD和MEMS传感器宽频角速度信号融合（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 全通带角速度传感器融合技术的研究进展 |
| 1.2.2 面向惯性领域的卡尔曼滤波算法应用进展 |
| 1.3 课题研究目标及内容安排 |
| 第二章 MHD和MEMS角速度传感器的工作原理及融合方法 |
| 2.1 MHD角速度传感器的工作原理及其选型参数 |
| 2.1.1 MHD角速度传感器的工作原理 |
| 2.1.2 MHD角速度传感器的选型参数 |
| 2.2 MEMS陀螺仪的工作原理及其选型参数 |
| 2.2.1 MEMS陀螺仪的工作原理 |
| 2.2.2 MEMS陀螺仪的选型及其特性分析 |
| 2.3 常见的全通带角速度传感器融合方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于改进型卡尔曼滤波的角速度信号融合算法 |
| 3.1 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的基本卡尔曼滤波融合算法 |
| 3.1.1 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的时间序列模型建模过程 |
| 3.1.1.1 建立时间序列模型的工作过程 |
| 3.1.1.2 确定MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的时间序列模型 |
| 3.1.2 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的Allan方差噪声特性统计 |
| 3.1.2.1 Allan方差法噪声评价原理 |
| 3.1.2.2 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的噪声统计分析 |
| 3.1.3 角速度信号融合的卡尔曼滤波算法实现 |
| 3.2 频域特征增强的自适应卡尔曼滤波融合算法 |
| 3.2.1 自适应卡尔曼滤波算法的工作特性分析 |
| 3.2.2 增强型自适应卡尔曼滤波融合算法的设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪角速度信号特征分析与融合实验 |
| 4.1 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的频域与噪声测试结果分析 |
| 4.1.1 实验测试平台 |
| 4.1.2 MHD角速度传感器的频域测试分析 |
| 4.1.3 MEMS陀螺仪的频域测试分析 |
| 4.1.4 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪的Allan方差法噪声评价 |
| 4.2 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪融合算法验证与分析 |
| 4.2.1 基于综合滤波的融合实验与分析 |
| 4.2.2 基于闭环控制滤波的融合实验与分析 |
| 4.2.3 基于增强型自适应卡尔曼滤波的融合算法实验与分析 |
| 4.2.4 增强型自适应卡尔曼滤波融合算法频域与时域的效果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 MHD角速度传感器和MEMS陀螺仪角速度信号实时融合实现与实验 |
| 5.1 实时角速度信息融合的硬件平台 |
| 5.2 DSP中实时角速度信息融合的算法实现 |
| 5.3 振动转台上的实时融合算法实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）水下移动重力测量理论方法及应用研究（论文提纲范文）
| 论文的主要创新点 |
| 缩略词 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国外水下移动重力测量研究进展 |
| 1.3 我国水下移动重力测量研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 水下移动重力测量理论研究 |
| 2.1 水下移动重力测量原理 |
| 2.2 常用坐标系及其转换 |
| 2.2.1 坐标系介绍 |
| 2.2.2 坐标系的转换关系 |
| 2.3 水下移动重力测量数学模型 |
| 2.3.1 动态重力测量模型 |
| 2.3.2 水下重力测量误差模型 |
| 2.4 捷联重力仪水下测量误差特性 |
| 2.4.1 重力传感器误差 |
| 2.4.2 姿态测量误差 |
| 2.4.3 位置测量误差 |
| 2.4.4 速度测量误差 |
| 2.4.5 其他误差 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 AUV水下运动对重力测量影响分析 |
| 3.1 AUV水下运动与诱导重力 |
| 3.1.1 AUV水下运动 |
| 3.1.2 水下运动带来的诱导重力 |
| 3.2 AUV运动特性分析及对重力仪影响 |
| 3.2.1 AUV推进装置分类 |
| 3.2.2 水下运动特性分析 |
| 3.2.3 AUV运动对重力仪测量影响分析 |
| 3.3 AUV重力测量时的诱导重力 |
| 3.3.1 标量重力测量时的诱导重力 |
| 3.3.2 矢量重力测量时的诱导重力 |
| 3.4 重力测量对AUV平台要求 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 AUV重力测量平台设计 |
| 4.1 平台总体设计 |
| 4.1.1 航行体设计与加工 |
| 4.1.2 动力系统设计 |
| 4.2 控制系统设计 |
| 4.2.1 动力学建模 |
| 4.2.2 水下航行模糊控制方法 |
| 4.3 导航系统设计 |
| 4.3.1 水下移动重力测量数据需求 |
| 4.3.2 导航系统组成 |
| 4.4 载荷和重力测量系统 |
| 4.4.1 电池组和抛载装置 |
| 4.4.2 重力仪密封舱 |
| 4.4.3 重力数据处理机 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水下移动重力测量的数据融合方法 |
| 5.1 概述 |
| 5.1.1 状态空间模型 |
| 5.1.2 状态估计方式与观测耦合 |
| 5.1.3 数据融合方法 |
| 5.2 水下移动重力测量的数据融合建模 |
| 5.2.1 间接模式状态模型 |
| 5.2.2 直接模式状态模型 |
| 5.2.3 外测建模与杆臂效应补偿 |
| 5.2.4 间接/直接模式数据融合模型 |
| 5.3 间接模式估计的线性卡尔曼滤波方法 |
| 5.3.1 标准卡尔曼滤波 |
| 5.3.2 间接模式模型离散化与算法应用 |
| 5.3.3 高精度测量时的数值问题改进 |
| 5.4 直接模式估计的连续-离散迭代卡尔曼滤波方法 |
| 5.4.1 连续-离散扩展卡尔曼滤波 |
| 5.4.2 连续时间更新方程数值求解方法 |
| 5.4.3 离散观测更新的虚采样迭代算法 |
| 5.4.4 连续-离散卡尔曼滤波的直接模式估计方法 |
| 5.5 位姿估计数值结果与分析 |
| 5.5.1 模拟场景、IMU误差与初始设置 |
| 5.5.2 间接/直接模式估计的开环误差 |
| 5.5.3 间接模式的数值问题改进方法 |
| 5.5.4 直接模式的CD-IEKF算法 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 水下重力测量验证实验 |
| 6.1 湖上验证实验设计 |
| 6.1.1 湖上验证实验系统组成 |
| 6.1.2 湖上验证实验总体设计 |
| 6.2 实验实施与数据采集 |
| 6.3 测量数据处理与重力提取 |
| 6.4 试验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 水下重力梯度测量及其应用 |
| 7.1 不同形体的重力梯度理论模型 |
| 7.1.1 均质半球体的引力梯度 |
| 7.1.2 质点的空间梯度分布 |
| 7.1.3 长方体质体重力梯度分布 |
| 7.2 基于重力梯度的潜艇目标探测 |
| 7.2.1 基本原理 |
| 7.2.2 潜艇模型的构建 |
| 7.2.3 潜艇外壳的重力垂直梯度计算 |
| 7.2.4 潜艇内部质量亏损的重力垂直梯度计算 |
| 7.2.5 潜艇的总重力垂直梯度 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要的工作与结论 |
| 8.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读博士学位期间的主要工作与成果 |
| 致谢 |
（8）六自由度串联式力反馈设备功能改进及交互性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 力反馈设备的研究 |
| 1.2.2 力反馈设备的性能评估研究 |
| 1.2.3 穿透效应处理的研究 |
| 1.2.4 力觉模型接口开发研究 |
| 1.3 课题来源及论文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 通用型多用途末端研制及被动重力补偿研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 通用型多用途末端结构设计 |
| 2.2.1 现有末端结构优缺点 |
| 2.2.2 结构设计 |
| 2.3 末端三自由度姿态采集硬件和软件设计 |
| 2.3.1 姿态采集系统硬件选择 |
| 2.3.2 姿态采集系统软件设计 |
| 2.4 力反馈设备被动重力补偿研究 |
| 2.4.1 力反馈设备的静力平衡方程计算 |
| 2.4.2 静力平衡方程的仿真与优化 |
| 2.4.3 被动重力补偿设计 |
| 2.4.4 重力补偿效果的实验验证 |
| 2.4.5 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 力反馈设备交互性能评估方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 交互性能量化方法研究 |
| 3.2.1 交互任务分类 |
| 3.2.2 交互性能量化方法 |
| 3.3 评估实验方案设计 |
| 3.3.1 实验设备与测试者 |
| 3.3.2 透明度评估实验 |
| 3.3.3 察觉阈值评估实验 |
| 3.3.4 输出力分辨率评估实验 |
| 3.3.5 几何体识别能力评估实验 |
| 3.4 评估实验结果与讨论 |
| 3.4.1 透明度评估结果 |
| 3.4.2 察觉阈值评估结果 |
| 3.4.3 输出力分辨率评估结果 |
| 3.4.4 几何体识别能力评估结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 防穿透算法研究及上位机通信开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于速度控制的多点防穿透算法研究 |
| 4.2.1 Unity3D相关组件介绍 |
| 4.2.2 基于速度控制的多点防穿透算法 |
| 4.3 力反馈设备与Unity3D通信解决方案 |
| 4.3.1 动态链接库与Socket通信对比研究 |
| 4.3.2 应用动态链接库实现通信 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于Unity3D的力觉交互应用程序接口开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应用程序接口框架设计 |
| 5.3 位置和输出力算法开发 |
| 5.3.1 控制功能接口类位置算法开发 |
| 5.3.2 控制功能接口类输出力算法开发 |
| 5.4 应用层API设计 |
| 5.4.1 力觉交互接口类设计 |
| 5.4.2 基础控制接口类设计 |
| 5.4.3 无线蓝牙接口类设计 |
| 5.5 HIAPI关键功能的实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）多传感器AUV姿态数据融合算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 数据融合算法总结与分析 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 AUV姿态数据融合理论研究 |
| 2.1 坐标系及姿态角定义 |
| 2.2 AUV姿态表示方法 |
| 2.3 AUV的测姿方法 |
| 2.4 姿态信号的无迹卡尔曼滤波 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 AUV系统模型分析与姿态数据采集 |
| 3.1 AUV系统建模与分析 |
| 3.2 AUV测姿系统设计 |
| 3.3 AUV姿态数据采集 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于AUV姿态检测的数据融合算法设计 |
| 4.1 AUV姿态数据预处理 |
| 4.2 AUV非线性模型下UKF性能分析与优化策略 |
| 4.3 基于UKF的AUV数据融合算法设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验结果及分析 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 静态性能测试 |
| 5.3 动态性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（10）MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 MEMS轴对称陀螺国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的选题和主体框架: |
| 第二章 微机械轴对称陀螺基本理论 |
| 2.1 科里奥利效应 |
| 2.2 轴对称陀螺仪动力学 |
| 2.3 主要性能指标分析 |
| 2.3.1 分辨率 |
| 2.3.2 灵敏度 |
| 2.3.3 带宽 |
| 2.3.4 零偏及零偏不稳定性 |
| 2.3.5 其他主要性能指标 |
| 2.4 模态耦合误差 |
| 2.4.1 刚度耦合误差 |
| 2.4.2 阻尼耦合误差 |
| 2.5 工作模式 |
| 2.5.1 开环模式 |
| 2.5.2 力再平衡模式 |
| 2.5.3 全角模式 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究 |
| 3.1 MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型 |
| 3.2 频率裂解抑制途径及设想方案 |
| 3.3 实验样机设计及制造工艺 |
| 3.3.1 实验样机设计 |
| 3.3.2 制造工艺 |
| 3.4 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的相对频率裂解敏感度分析 |
| 3.4.1 结构误差理论模型分析 |
| 3.4.2 加工误差仿真模型分析 |
| 3.5 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的测试结果对比 |
| 3.5.1 频率响应测试 |
| 3.5.2 温度稳定性测试 |
| 3.6 对比验证 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称误差研究 |
| 4.1 能量耗散与Q的关系 |
| 4.2 气体阻尼损耗机制 |
| 4.2.1 修正连续流体模型 |
| 4.2.2 能量传递模型 |
| 4.3 热弹性阻尼损耗机制 |
| 4.3.1 Zener解析模型 |
| 4.3.2 COMSOL有限元模型 |
| 4.4 锚点阻尼损耗机制 |
| 4.5 其他阻尼损耗机制 |
| 4.5.1 表面阻尼损耗机制 |
| 4.5.2 电子阻尼损耗机制 |
| 4.5.3 Akhiezer阻尼损耗机制 |
| 4.6 阻尼非对称误差机理理论分析 |
| 4.6.1 气体阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.6.2 热弹性阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.7 实验验证 |
| 4.7.1 能量损耗机制理论模型测试验证 |
| 4.7.2 阻尼非对称误差机理理论模型测试验证 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的结构特性分析及性能测试 |
| 5.1 陀螺结构设计方案 |
| 5.2 谐振器结构特性分析 |
| 5.2.1 模态分析 |
| 5.2.2 过载分析 |
| 5.2.3 参数设计 |
| 5.2.4 振幅放大效应 |
| 5.3 电容换能器结构特性分析 |
| 5.3.1 静电激励 |
| 5.3.2 电容检测 |
| 5.3.3 刚度调谐 |
| 5.4 非线性效应 |
| 5.4.1 静电非线性效应 |
| 5.4.2 电容非线性效应 |
| 5.5 力再平衡闭环检测 |
| 5.6 性能评估 |
| 5.6.1 模态匹配 |
| 5.6.2 非线性测试 |
| 5.6.3 标度因子测试 |
| 5.6.4 零偏稳定性测试 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、The research on signal-obtaining pattern for a new type of gyroscope（论文参考文献）
- [1]水空两栖多旋翼无人机研究和设计[D]. 钟鹏. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]基于地磁/MEMS陀螺信息融合的旋转弹药姿态估计技术[D]. 高丽珍. 中北大学, 2021(01)
- [3]猕猴桃授粉机姿态控制系统研究[D]. 朱悦. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [4]多源融合导航系统仿真平台设计与实现[D]. 何静. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]半球谐振陀螺仪温控系统设计与研究[D]. 姜景科. 上海第二工业大学, 2021(08)
- [6]基于卡尔曼滤波的MHD和MEMS传感器宽频角速度信号融合[D]. 杜韫. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]水下移动重力测量理论方法及应用研究[D]. 张志强. 武汉大学, 2020(06)
- [8]六自由度串联式力反馈设备功能改进及交互性能研究[D]. 陈锐. 华南理工大学, 2020
- [9]多传感器AUV姿态数据融合算法研究[D]. 张曼琳. 山东科技大学, 2020(06)
- [10]MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究[D]. 樊波. 苏州大学, 2020(06)