题目：一种直接输出频率加速度计的结构设计与实验研究

直接输出频率加速度计通过测量敏感元件谐振频率的变化量实现对输入加速度的测量。由于其直接输出频率信号，具有测量精度高、可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强等特点，被广泛的应用于军事和民用领域。论文对直接输出频率加速度计的设计理论与实验技术进行了研究，主要研究工作包括以下内容：1. 提出一种全新的直接输出频率加速度计理论分析方法，以自顶向下的方式进行加速度计结构建模，分别建立了整体结构、内部结构、敏感结构及谐振梁的力学模型及数学模型。2. 在对整体结构分析的基础上，得出加速度计内部结构与外框架解耦的条件，及外框架参数选择的依据。进一步利用哈密尔顿原理得到内部结构的控制方程，通过对其求解，建立加速度计的“力-频率”关系方程，推导出整体结构的灵敏度计算公式，并用于指导结构的优化设计。3. 建立了谐振音叉结构的力学模型，利用拉格朗日方程得到系统的运动控制方程。进一步推导出两种干扰模态与工作模态之间的频率关系，据此指导音叉的结构设计，有效避免同相模态对工作模态的干扰，并结合对谐振梁的稳定性分析，得出音叉总体结构的参数选择依据。4. 提出一种新颖的直接输出频率加速度计结构设计方案，通过对外部框架、质量块、支撑梁、谐振音叉及总体结构进行仿真分析，验证理论建模的正确性，并进行了结构的优化设计。5. 设计了一套直接输出频率加速度计原理验证样机，并对该原理样机进行了相关的测试，测试结果表明，该结构灵敏度为98 ，Q值为465.4。