题目：减振条件下IMU结构的动态响应分析

陀螺仪是惯性导航系统的核心器件。光纤陀螺属于第四代陀螺仪，由于其自身具有的诸多优点，已经越来越成为惯导系统中的首选陀螺仪。但在实际的工程化过程还存在大量的技术难题亟待解决，例如光纤陀螺的减振系统设计。本文主要围绕着上述问题展开工作，重点研究在不同减振器分布的情况下光纤陀螺减振系统的动态响应，主要工作包括以下几个方面：1、建立了减振器按空间四面体形和平面矩形分布的系统的刚体动力学模型，在此基础上从时域和频域两个方面分析系统的动力学特性。时域方面主要分析计算系统各自由度间的解耦条件，重点计算了对系统整体减重有重要意义的两种偏心模型解耦时减振器的刚度和阻尼系数所满足的条件。频域上主要分析系统的幅频特性、相频特性、频带宽度和随机振动响应的功率谱密度等方面，而且进一步分析了系统质量分布和减振器的跨度对减振系统带宽的影响。2、分别对安装了四组刚度不同的减振器的系统样机作振动实验，包括正弦扫频、随机振动和冲击实验。并根据实验测得的响应曲线得到减振系统的一阶谐振频率、放大因子和随机振动响应的加速度均方根等参数。3、以MSC.Nastran软件为平台建立IMU单元和减振器的有限元模型，结合实验数据利用一维弹簧振子模型估计减振器的刚度和阻尼系数。通过仿真曲线和系统样机的振动实验曲线对比，验证了有限元模型的正确性。4、基于有限元仿真的方法，以理论分析的结论为指导，研究了转动惯量对减振系统带宽的影响，系统的减重与偏心模型的解耦，减振器的跨度对减振系统带宽的影响等方面。仿真结果表明，采用理论计算的偏心解耦模型可以使系统的设计重量减轻686克，并且增大减振器的跨度可以在保证减振系统线振动带宽不变的前提下提高角振动的带宽。