文献综述
（一）研究综述
1.1课题研究背景与意义
姿态检测在很多场合都有着重要的作用，由于风浪的影响,海上作业的船舶会产生不规律的横摇、纵摇和升沉运动,这严重影响船载设备的安全.因此,在船舶上建立一个稳定平台显得尤为重要，而对稳定凭条进行控制的前提是对平台的姿态进行准确获知。
MEMS微陀螺是对平台姿态进行检测的重要芯片，经过数十年的研究发展，MEMS陀螺仪在结构和精度上都有长足的进步，制造成本也大大降低。然而，由于微电子制造加工精度的限制以及微陀螺本身原理的局限性，振动式 MEMS 陀螺仪仍然没能在性能上有本质的改变，MEMS 陀螺仪在性能指标上还是低于传统的光纤陀螺或者机械陀螺。在对精度不高的民用场合，MEMS陀螺仪由于其体积小，成本低等优点逐渐被广泛应用，而在导弹制导，航空航天等需要高精度的场合，MEMS陀螺仪还不能取代传统陀螺传感器，仍然需要对MEMS陀螺仪做进一步的研究，以提高他的各种性能指标。
滑模变结构控制本质上是一类特殊的非线性控制，其非线性表现为控制的不连续性，这种控制策略与其它控制的不同之处在于系统的“结构”并不固定，而是可以在动态过程中根据系统当前的状态(如偏差及其各阶导数等)有目的地不断变化，迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动。该方法的缺点在于当状态轨迹到达滑模面后，难于严格地沿着滑模面向着平衡点滑动，而是在滑模面两侧来回穿越，从而产生颤动，即抖振问题。而超扭曲滑模控制算法作为一种高阶滑模控制方法能够很好的降低系统抖振现象。
1.2 课题研究现状及发展趋势
近年来,硅微陀螺研究发展的主要趋势是：(1)一些MEMS技术较成熟的研究机构将研究的重点转向微陀螺结构误差建模和误差补偿方法的研究，有效提高了微陀螺的性能和鲁棒性。如加利福尼亚大学的C.Painter、Woodie、卡耐基梅隆大学的Savvier等人对制造过程带来的误差进行了深入分析，并提出了相应的补偿方法。虽然他们的研究对象多为梳齿结构硅微陀螺和压电材料微陀螺，其研究成果难以直接应用到蝶翼式硅微陀螺当中，但是误差补偿的思想对提高陀螺精度具有一定的借鉴意义。(2)微陀螺模态之间的交叉耦合严重影响了微陀螺的性能,许多研究者致力于解耦微陀螺的研究。如加利福尼亚大学C.Acar设计了宽带解耦硅微陀螺，日本横滨技术中心K.Ohwada等人也提出了一种新的解耦陀螺结构。解耦陀螺主要是对现有梳齿硅微陀螺的改进，通过设计支撑梁结构实现驱动部件和敏感部件的分离，大多采用多质量块-多支撑梁结构,结构更加复杂，对加工设备和加工工艺的要求更高。(3)工艺基础和设备力量不太雄厚的研究机构致力于开发一些结构简单的微陀螺。如日本Hyogo大学的K.Maenaka提出的双框架电磁微陀螺、瑞士Neuchatel大学提出的电磁驱动、压阻检测硅微陀螺、以色列技术学院提出的静电驱动、光学检测硅微陀螺等。上述微陀螺虽然简化了结构，但增加了掺杂、磁场定位等工艺步骤，引进了压阻温漂、磁场干扰等新的误差来源，也不利于与接口电路的集成。
参考文献：
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