I. Động lực học
Phần này tập trung vào động lực học của cảm biến vận tốc góc vi cơ điện tử. Các mô hình động lực học được xây dựng để mô tả chuyển động của các phần tử khối lượng trong hệ thống. Các phương trình vi phân được thiết lập để phân tích dao động tự do và dao động cưỡng bức của hệ thống. Đặc biệt, hiện tượng quá điều chế được nghiên cứu để hiểu rõ hơn về sự ổn định của hệ thống.
1.1. Mô hình động lực học cơ bản
Mô hình động lực học cơ bản của cảm biến vận tốc góc vi cơ điện tử bao gồm một phần tử khối lượng với hai bậc tự do. Hệ phương trình vi phân được thiết lập để mô tả dao động của hệ thống. Các thông số động lực học như tần số dao động riêng và hệ số cản được xác định để đánh giá hiệu suất của cảm biến.
1.2. Mô hình hai phần tử khối lượng
Mô hình này mở rộng từ mô hình cơ bản bằng cách thêm một phần tử khối lượng thứ hai. Hệ phương trình vi phân phức tạp hơn được thiết lập để mô tả dao động của hai phần tử khối lượng. Các dạng dao động riêng và đáp ứng biên độ tần số được phân tích để hiểu rõ hơn về động lực học của hệ thống.
II. Cảm biến vận tốc góc
Phần này tập trung vào cảm biến vận tốc góc và các ứng dụng của chúng trong công nghệ vi cơ điện tử. Các loại cảm biến vận tốc góc như cảm biến kiểu con quay cổ điển, cảm biến quang học, và cảm biến vi cơ điện tử được phân tích chi tiết. Nguyên lý hoạt động và các thông số đánh giá chất lượng của cảm biến cũng được đề cập.
2.1. Cảm biến kiểu con quay cổ điển
Cảm biến kiểu con quay cổ điển sử dụng nguyên lý cơ học để đo vận tốc góc. Các ưu điểm và nhược điểm của loại cảm biến này được phân tích, cùng với các ứng dụng trong các hệ thống dẫn đường và định vị.
2.2. Cảm biến vi cơ điện tử
Cảm biến vi cơ điện tử sử dụng công nghệ MEMS để đo vận tốc góc. Các ưu điểm như kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ ít năng lượng, và giá thành thấp được nhấn mạnh. Các thách thức trong thiết kế và chế tạo cũng được đề cập.
III. Vi cơ điện tử
Phần này tập trung vào công nghệ vi cơ điện tử và các ứng dụng của nó trong việc chế tạo cảm biến vận tốc góc. Các hiệu ứng vật lý và công nghệ chế tạo được sử dụng trong MEMS được phân tích chi tiết. Các ứng dụng của MEMS trong các lĩnh vực như y sinh, quân sự, và công nghiệp cũng được đề cập.
3.1. Hiệu ứng tĩnh điện
Hiệu ứng tĩnh điện được sử dụng để tạo lực kích thích trong các bộ vi kích hoạt. Các ứng dụng của hiệu ứng tĩnh điện trong cảm biến vận tốc góc được phân tích, cùng với các thách thức trong việc điều khiển và đo lường lực tĩnh điện.
3.2. Công nghệ chế tạo MEMS
Các công nghệ chế tạo MEMS như quang khắc, mạ điện, và làm khuôn được phân tích chi tiết. Các thách thức trong việc chế tạo các cấu trúc vi cơ điện tử với độ chính xác cao cũng được đề cập.
IV. Đa bậc tự do
Phần này tập trung vào các hệ thống đa bậc tự do trong cảm biến vận tốc góc vi cơ điện tử. Các mô hình động lực học của hệ thống đa bậc tự do được xây dựng và phân tích. Các dạng dao động riêng và đáp ứng biên độ tần số của hệ thống được nghiên cứu để hiểu rõ hơn về động lực học của hệ thống.
4.1. Mô hình hai bậc tự do
Mô hình hai bậc tự do được sử dụng để mô tả dao động của các phần tử khối lượng trong cảm biến vận tốc góc. Các phương trình vi phân được thiết lập và giải để xác định các đặc trưng động lực học của hệ thống.
4.2. Mô hình kiểu âm thoa
Mô hình kiểu âm thoa được sử dụng để tạo ra các dạng dao động ngược pha trong cảm biến vận tốc góc. Các đặc trưng động lực học của mô hình này được phân tích, cùng với khả năng bù lệch pha và bù biên độ của hệ thống.
V. Luận án tiến sĩ kỹ thuật
Phần này tập trung vào các kết quả nghiên cứu trong luận án tiến sĩ kỹ thuật về cảm biến vận tốc góc vi cơ điện tử đa bậc tự do. Các mô hình động lực học và các kết quả mô phỏng được trình bày chi tiết. Các ứng dụng thực tế của các mô hình nghiên cứu cũng được đề cập.
5.1. Kết quả nghiên cứu
Các kết quả nghiên cứu trong luận án bao gồm các mô hình động lực học của cảm biến vận tốc góc vi cơ điện tử đa bậc tự do. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm được trình bày để chứng minh tính khả thi của các mô hình nghiên cứu.
5.2. Ứng dụng thực tế
Các ứng dụng thực tế của các mô hình nghiên cứu trong luận án được đề cập, bao gồm các ứng dụng trong các hệ thống dẫn đường, định vị, và điều khiển. Các ưu điểm và nhược điểm của các mô hình nghiên cứu cũng được phân tích.
