Като ключово устройство, способно да изолира смущенията от движение на носещия и да осигури стабилна референтна позиция за товари, стабилизираните платформи се използват широко в различни основни области като космическото пространство, военно оборудване, гражданска електроника и промишлени тестове. Тяхната производителност пряко определя точността на работа и надеждността на товарните устройства. Като основен инерционен сензорен компонент на стабилизирани платформи,двуосни MEMS (микро-електро-механични системи) жироскопи, със своите уникални предимства на малък размер, леко тегло, ниска консумация на енергия, контролируема цена и бърза реакция, постепенно изместиха традиционните механични жироскопи и лазерни жироскопи, превръщайки се в основна поддръжка за модерни стабилизирани платформи за постигане на високо-прецизен контрол на позицията. Тяхната роля преминава през целия процес на откриване на смущения, обратна връзка за отношението и прецизна компенсация на стабилизирани платформи и те са ключовото ядро за осигуряване на стабилна работа на стабилизирани платформи и подобряване на производителността на системата.
Основната функция на дву{0}}осните MEMS жироскопи е да откриват двуосните промени на ъгловата скорост на стабилизираните платформи в реално време и точно, осигурявайки надеждна поддръжка на необработени данни за контрол на ориентацията на платформата, което е и основната предпоставка за стабилизираните платформи за постигане на функцията „стабилизиране на ориентацията“. Основното изискване на стабилизираните платформи е да се изолира смущението в отношението на носителя (като самолети, превозни средства, кораби, сателити и т.н.), така че товарът (като оптични камери, радари, оръжейни установки, инструменти за откриване и т.н.) винаги да поддържа стабилно пространствено положение или насочване. Въз основа на ефекта на силата на Кориолис, дву{6}}осните MEMS жироскопи, чрез вибриращи структури, произведени върху силициеви пластини чрез технология за микропроизводство, могат чувствително да уловят промените на ъгловата скорост на платформата около две ортогонални чувствителни оси, да преобразуват сигнали за механично въртене в откриваеми електрически сигнали и да извеждат параметри за промяна на позицията, като наклон и въртене на платформата в реално време. С бърза скорост на реакция и висока чувствителност, те могат да уловят малки смущения в отношението, като предоставят точна и навременна информация за обратна връзка за последващ контрол на компенсацията и разрешават болезнените точки на традиционните жироскопи, като бавна реакция и невъзможност за улавяне на фини смущения.
В управлението на затворен-контур на отношението двуосните MEMS жироскопи с двойна-ос играят основната роля на „мониторинг на отношението и обратна връзка“, което е ключова връзка за стабилизираните платформи за постигане на динамична компенсация и поддържане на стабилност на положението. Работният механизъм на стабилизираната платформа е да открива смущение на носещия, да задвижва задвижващия механизъм да произвежда обратно движение и да компенсира отклонението в отношението, причинено от смущението. Осъществяването на този процес изцяло разчита на-обратната връзка в реално време на двуосните MEMS жироскопи-. Когато превозвачът претърпи промени в отношението (като кораби, люлеещи се в океанските вълни, блъскане на самолети по време на полет, клатене на танкове по време на пътуване), двуосният MEMS жироскоп с двойна -ос незабавно ще открие съответните промени в ъгловата скорост и ще предаде сигнала към контролера на платформата. Контролерът изчислява отклонението на отношението въз основа на точните данни, изведени от жироскопа, и след това задвижва задвижващия механизъм, като например серво мотор, за да управлява вътрешните и външните рамки на стабилизираната платформа, за да произведе движение, противоположно на посоката на смущението и еднакво по големина, реализирайки компенсация на отношението и гарантирайки, че товарът остава стабилен през цялото време. Например, в стабилизираната с две{10}}оси платформа на бордовата електро-оптична капсула, двуосните MEMS жироскопи с двойна-оси са монтирани съответно на вътрешния пръстен (наклонен пръстен) и външния пръстен (азимутен пръстен), за да открият ъгловата скорост на въртене на двата пръстена в реално време. Контролерът задвижва двигателя да се регулира според сигнала за обратна връзка, изолира вибрациите на самолета-носител, гарантира, че електро-оптичният товар може стабилно да следи целта и избягва намаляването на точността на откриване, причинено от смущението на носещия.
Характеристиките на миниатюризацията и ниската консумация на енергия на дву{0}}осните MEMS жироскопи насърчиха миниатюризацията и олекотената разработка на стабилизирани платформи и разшириха техните сценарии за приложение, което е едно от основните им предимства в сравнение с традиционните жироскопи. Традиционните механични жироскопи и лазерните жироскопи са с големи размери, тежко тегло и висока консумация на енергия, което ги прави трудни за прилагане към миниатюрни и преносими стабилизирани платформи. За разлика от тях, двуосните MEMS жироскопи могат да бъдат интегрирани в малки чипове с размер само няколко милиметра, тегло от десетки грама и консумация на енергия от само няколко миливата до десетки миливата. Те могат да бъдат гъвкаво инсталирани в ограничено пространство, без да заемат много допълнително пространство за носители или да увеличават общото натоварване на платформата, като ефективно насърчават надграждането на стабилизираните платформи към миниатюризация и леко тегло. Това предимство е позволило тяхното широко приложение в сценарии като малки въздушни кардани на UAV, преносими стабилизирани платформи за геоложко проучване и малки корабни радарни стабилизиращи системи. Например, при въздушна фотография на UAV, дву{7}}осните MEMS жироскопи са интегрирани в системата за стабилизиране на кардан, за да открият трептенето на позицията на UAV в реално време, бързо да задвижват кардана, за да компенсират, и да осигурят ясни и стабилни изображения при снимане; в преносимо оборудване за геоложки проучвания, стабилизираната платформа, поддържана от двуосни MEMS жироскопи, може да изолира треперенето на оборудването в сложен терен и да подобри точността на събирането на данни за проучване.
В стабилизираните платформи в различни области важната роля на дву{0}}осните MEMS жироскопи представя целева стойност и се превръща в „основна гаранция“ за нормалната работа на стабилизирани платформи в различни области. В аерокосмическата област дву{2}}осовата стабилизирана платформа от сателити разчита на дву{3}}осни MEMS жироскопи за откриване на промените в отношението на сателитите, причинени от космическа интерференция, като налягане на слънчевата радиация и неравномерното гравитационно поле на Земята в реално време, осигурявайки стабилна работа на сателитни полезни товари (като оптични камери и комуникационни антени) чрез контрол на компенсацията и гарантиране на точността на наблюдението на Земята и сателитната комуникация. В гражданското поле, в стабилизираната платформа за морско търсене и спасяване, двуосните MEMS жироскопи с двойна -ос могат да поддържат монтираната 360-градусова сферична камера стабилна, като гарантират, че морските цели могат да бъдат ясно заснети по време на процеса на търсене и спасяване и подобряват ефективността на търсенето и спасяването. В промишленото поле, в стабилизирана с крайния ефектор платформа на промишлени роботи, двуосните MEMS жироскопи откриват промени в отношението на ставите в реално време, осигурявайки стабилно движение и прецизна траектория на роботизираната ръка и подобрявайки точността на производството и сглобяването.
Освен това характеристиките на ниската-цена и лесното масово производство на двуосните MEMS жироскопи намалиха производствените разходи на стабилизираните платформи и насърчиха широкомащабното им-прилагане. В сравнение с традиционните лазерни жироскопи и жироскопи с оптични влакна, MEMS жироскопите с двойна-ос приемат технология за микро-електро-механична обработка, която може да реализира масово производство, значително намалявайки цената на едно устройство. Това позволява стабилизираните платформи да бъдат широко използвани в области, чувствителни към разходите, като потребителска електроника и граждански тестове, нарушавайки ограничението, че традиционните високо-прецизни стабилизирани платформи са скъпи и трудни за популяризиране. В същото време чрез технически оптимизации, като температурна компенсация и потискане на шума, точността на дву{10}}осните MEMS жироскопи непрекъснато се подобрява, което може да отговори на изискванията за висока-прецизност на стабилизирани платформи за тактически оръжейни системи и високо{12}}прецизно оборудване за откриване, като допълнително разширява обхвата на тяхното приложение.
В обобщение,двуосни MEMS жироскопи-играят основните роли за откриване на отношение,-обратна връзка в реално време и прецизна компенсация в стабилизирани платформи. Те не само осигуряват надеждна инерционна сензорна поддръжка за стабилизирани платформи, осигурявайки работната точност и стабилност на товарните устройства, но също така техните предимства на миниатюризация, ниска консумация на енергия и ниска цена насърчават технологичното надграждане и разширяването на приложението на стабилизираните платформи. Независимо дали във високи-области като космическо и военно оборудване, или в обикновени области като гражданска електроника и индустриални тестове, двуосните MEMS жироскопи са незаменими основни компоненти на стабилизирани платформи. Подобряването на тяхната производителност директно води до оптимизиране на цялостната производителност на стабилизираните платформи, осигурявайки важна подкрепа за технологичното развитие на различни области.