噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (1): 71-78.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

基于参数激励的两自由度耦合MEMS谐振式陀螺

吕路婧，李崇，綦声波   

  1. （中国海洋大学工程学院，山东青岛266100）
  • 收稿日期:2021-01-04 修回日期:2021-01-22 出版日期:2022-02-18 发布日期:2022-02-24

A 2-DOF Coupled MEMS Resonant Gyroscope Driven by Parametric Excitation#br#   

  • Received:2021-01-04 Revised:2021-01-22 Online:2022-02-18 Published:2022-02-24

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摘要： 模态耦合是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)陀螺仪的主要误差来源，针对这个问题，首先从建立陀螺的两自由度动力学模型入手，研究非理想模态耦合条件下的参数激励方法。然后，将多尺度法、龙格-库塔法(Runge-Kutta methods)和牛顿迭代法（Newton-Raphson method）等综合分析方法应用于该模型，表征模态耦合对参数驱动的影响。最终的仿真结果表明，通过适当调节参数激励的强度可以有效地放大两个模态的振动振幅，特别是当参数激励进入不稳定区域时效果更明显。而耦合项会引起微陀螺模态之间的能量传递，产生的影响是响应振幅会被修正，并且刚度耦合可以提升不稳定区的阈值，改变共振频率。这些结论有助于设计者改进和提高MEMS陀螺仪的设计及性能。

关键词: 振动与波, 参数激励, MEMS陀螺仪, 多尺度法, 耦合, 两自由度, 数值求解