Fiind un dispozitiv cheie capabil să izoleze interferența mișcării purtătorului și să ofere o referință stabilă de atitudine pentru încărcături, platformele stabilizate sunt utilizate pe scară largă în diferite domenii de bază, cum ar fi aerospațial, echipamente militare, electronice civile și teste industriale. Performanța lor determină în mod direct precizia de lucru și fiabilitatea dispozitivelor de încărcare. Ca componentă centrală de detectare inerțială a platformelor stabilizate,giroscoape MEMS (micro-electro-mecanice) cu două-axe, cu avantajele lor unice de dimensiuni reduse, greutate redusă, consum redus de energie, cost controlabil și răspuns rapid, au înlocuit treptat giroscoapele mecanice tradiționale și giroscoapele laser, devenind suportul de bază pentru platformele moderne stabilizate pentru a obține un control de înaltă{0}}precizie a atitudinii. Rolul lor se desfășoară prin întregul proces de detectare a perturbărilor, feedback de atitudine și compensare precisă a platformelor stabilizate și reprezintă nucleul cheie pentru asigurarea funcționării stabile a platformelor stabilizate și îmbunătățirea performanței sistemului.
Funcția de bază a giroscoapelor MEMS cu două-axe este de a detecta schimbările de viteză unghiulară cu două-axe ale platformelor stabilizate în timp real și cu precizie, oferind suport de date brute fiabile pentru controlul atitudinii platformei, care este, de asemenea, premisa de bază pentru platformele stabilizate pentru a realiza funcția de „stabilizare a atitudinii”. Cererea de bază a platformelor stabilizate este de a izola perturbarea atitudinii transportatorului (cum ar fi aeronave, vehicule, nave, sateliți etc.), astfel încât încărcătura (cum ar fi camere optice, radare, lansatoare de arme, instrumente de detectare etc.) să mențină întotdeauna o atitudine spațială stabilă sau îndreptare. Pe baza efectului de forță Coriolis, giroscoapele MEMS cu axă dublă, prin structuri vibrante fabricate pe plachete de siliciu prin tehnologia de microfabricare, pot capta cu sensibilitate modificările vitezei unghiulare ale platformei în jurul a două axe sensibile ortogonale, pot converti semnalele de rotație mecanică în semnale electrice detectabile și pot produce în timp real schimbarea atitudinii și rularea parametrilor platformei în timp real. Cu o viteză de răspuns rapidă și o sensibilitate ridicată, ele pot surprinde micile perturbări de atitudine, oferind informații de feedback precise și în timp util pentru controlul ulterior al compensării și rezolvând punctele dureroase ale giroscoapelor tradiționale, cum ar fi răspunsul lent și incapacitatea de a captura perturbări subtile.
În controlul în buclă închisă-atitudinea, giroscoapele MEMS cu două-axe joacă rolul principal de „monitorizare a atitudinii și feedback”, care este o legătură cheie pentru platformele stabilizate pentru a obține compensarea dinamică și a menține stabilitatea atitudinii. Mecanismul de lucru al unei platforme stabilizate este de a detecta perturbarea purtătorului, de a conduce actuatorul pentru a produce mișcare inversă și de a compensa abaterea de atitudine cauzată de perturbare. Realizarea acestui proces se bazează complet pe feedback-ul-în timp real al giroscoapelor MEMS cu două-axe. Atunci când transportatorul suferă modificări de atitudine (cum ar fi navele care se legănează în valurile oceanului, aeronavele se lovesc în timpul zborului, tancurile se zguduie în timpul călătoriei), giroscopul MEMS cu două axe-va detecta imediat modificările corespunzătoare ale vitezei unghiulare și va transmite semnalul către controlerul platformei. Controlerul calculează abaterea de atitudine pe baza datelor exacte ieșite de giroscop și apoi conduce actuatorul, cum ar fi un servomotor, pentru a controla cadrele interioare și exterioare ale platformei stabilizate pentru a produce mișcare opusă direcției perturbării și egală ca mărime, realizând compensarea atitudinii și asigurându-se că sarcina rămâne stabilă în orice moment. De exemplu, în platforma stabilizată cu două-axe a unui pod electro-aerisor, giroscoape MEMS cu două-axe sunt instalate pe inelul interior (inelul de pas) și respectiv pe inelul exterior (inelul azimutal) pentru a detecta viteza unghiulară de rotație a celor două inele în timp real. Controlerul conduce motorul să se ajusteze în funcție de semnalul de feedback, izolează vibrația aeronavei de transport, se asigură că sarcina electro-optică poate urmări stabil ținta și evită scăderea preciziei de detecție cauzată de perturbarea transportatorului.
Caracteristicile de miniaturizare și consum redus de energie ale giroscoapelor MEMS cu două-axe au promovat miniaturizarea și dezvoltarea ușoară a platformelor stabilizate și le-au extins scenariile de aplicare, care este unul dintre avantajele lor principale în comparație cu giroscoapele tradiționale. Giroscoapele mecanice tradiționale și giroscoapele laser au dimensiuni mari, greutate mare și consum mare de energie, ceea ce le face dificil de aplicat pe platformele stabilizate miniaturizate și portabile. În schimb, giroscoapele MEMS cu două axe-poate fi integrate pe cipuri minuscule, cu o dimensiune de doar câțiva milimetri, o greutate la fel de ușoară ca zeci de grame și un consum de energie de doar câțiva miliwați până la zeci de miliwați. Ele pot fi instalate în mod flexibil într-un spațiu limitat, fără a ocupa mult spațiu suplimentar de transport sau a crește sarcina totală a platformei, promovând în mod eficient modernizarea platformelor stabilizate către miniaturizare și ușoare. Acest avantaj a permis aplicarea lor largă în scenarii precum cardanele aeriene mici UAV, platformele portabile de explorare geologică stabilizate și sistemele mici de stabilizare radar de bord. De exemplu, în fotografia aeriană cu UAV, giroscoapele MEMS cu axă dublă-sunt integrate în sistemul de stabilizare a cardanului pentru a detecta fluctuația de atitudine a UAV în timp real, pentru a conduce rapid cardanul pentru a compensa și pentru a asigura imagini clare și stabile; în echipamentele portabile de explorare geologică, platforma stabilizată susținută de giroscoape MEMS cu axă dublă-poate izola echipamentele tremurând pe terenuri complexe și poate îmbunătăți acuratețea colectării datelor de explorare.
În platformele stabilizate din diferite domenii, rolul important al giroscoapelor MEMS cu două-axe prezintă valoare țintă și devine „garanția de bază” pentru funcționarea normală a platformelor stabilizate în diverse domenii. În domeniul aerospațial, platforma de sateliți stabilizată cu axă dublă-se bazează pe giroscoape MEMS cu axă dublă-pentru a detecta schimbările de atitudine ale sateliților cauzate de interferența spațială, cum ar fi presiunea radiației solare și câmpul gravitațional neuniform al Pământului, în timp real, asigurând funcționarea stabilă a sarcinilor utile ale satelitului (cum ar fi camerele de control al antenei și acuratețea de comunicație). de observare a Pământului și comunicații prin satelit. În domeniul civil, în platforma stabilizată de căutare și salvare maritimă, giroscoapele MEMS cu două-axe pot menține stabilă camera sferică de 360-de grade montată, asigurând că țintele marine pot fi capturate clar în timpul procesului de căutare și salvare și îmbunătățind eficiența căutării și salvarii. În domeniul industrial, în platforma stabilizată cu efector final a roboților industriali, giroscoapele MEMS cu două axe detectează schimbările de atitudine a articulațiilor în timp real, asigurând o mișcare stabilă și o traiectorie precisă a brațului robotizat și îmbunătățind producția și precizia asamblarii.
În plus, caracteristicile de-cost redus și ușoare de producție în masă ale giroscoapelor MEMS cu două-axe au redus costul de producție al platformelor stabilizate și au promovat aplicarea-la scară largă a acestora. În comparație cu giroscoapele laser tradiționale și giroscoapele cu fibră optică, giroscoapele MEMS cu două-axe adoptă tehnologia de procesare micro-electro-mecanică, care poate realiza producția de masă, reducând considerabil costul unui singur dispozitiv. Acest lucru permite platformelor stabilizate să fie utilizate pe scară largă în domenii sensibile la cost, cum ar fi electronicele de larg consum și testarea civilă, depășind limita conform căreia platformele stabilizate tradiționale de înaltă precizie sunt costisitoare și dificil de popularizat. În același timp, prin optimizări tehnice, cum ar fi compensarea temperaturii și suprimarea zgomotului, precizia giroscoapelor MEMS cu două-axe a fost îmbunătățită continuu, ceea ce poate îndeplini cerințele de-înaltă precizie ale platformelor stabilizate pentru sistemele de arme tactice și echipamentele de-detecție de înaltă precizie, extinzându-și în continuare domeniul de aplicare.
În concluzie,giroscoape MEMS cu două axe-joacă rolurile principale de detectare a atitudinii, feedback-în timp real și compensare precisă în platformele stabilizate. Ele nu numai că oferă suport fiabil de detectare inerțială pentru platformele stabilizate, asigurând precizia de lucru și stabilitatea dispozitivelor de încărcare, dar și avantajele lor de miniaturizare, consum redus de energie și costuri reduse promovează modernizarea tehnologică și extinderea aplicațiilor platformelor stabilizate. Fie în domenii de ultimă generație, cum ar fi echipamentele aerospațiale și militare, fie în domenii obișnuite, cum ar fi electronica civilă și testele industriale, giroscoapele MEMS cu două-axe sunt componente de bază indispensabile ale platformelor stabilizate. Îmbunătățirea performanței acestora conduce direct la optimizarea performanței generale a platformelor stabilizate, oferind un suport important pentru dezvoltarea tehnologică a diferitelor domenii.