用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法及装置，方法步骤如下：根据微机械陀螺输出的电压信号生成与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号，将所述低频信号作为直流偏置电压加载到并联在微机械陀螺的驱动极板间的并联电容上，通过直流偏置电压和交流驱动电压、驱动高频正弦载波共同驱动微机械陀螺；装置包括低频信号获取电路和并联电容，并联电容并联在微机械陀螺的驱动极板间。本发明专利技术能够克服微机械陀螺加工精度误差引起的驱动电容不匹配而引起的驱动不稳定、提升微机械陀螺的检测精度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微机械陀螺驱动
，具体涉及一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法及装置。
技术介绍
微机械陀螺是用于测量物体相对惯性空间旋转运动的装置。微机械陀螺的输出信号经微弱信号处理后，可用于驱动载体或平台执行机构进行稳定控制和导航控制。微机械陀螺采用体硅加工工艺制备而成，但是由于会受到加工精度的影响，使得加工得到的微机械陀螺在结构的对称性上存在着或多或少的差异，这些差异会使驱动电容的大小产生偏差，使得在相同的驱动电压下驱动电容所产生的驱动大小不同，进而影响陀螺的稳定驱动。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够克服微机械陀螺加工精度误差引起的驱动电容不匹配而引起的驱动不稳定、提升微机械陀螺的检测精度和可靠性的用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法，实施步骤如下：1)预先在微机械陀螺的驱动极板间布置并联电容，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等；2)将微机械陀螺输出的电压信号经调制解调、移相生成低频信号，微机械陀螺的驱动信号由直流偏置电压、交流驱动电压和驱动高频正弦载波三部分组成，所述低频信号与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同、与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相；3)将所述低频信号加载到并联在微机械陀螺的驱动极板间布置的并联电容上。优选地，所述步骤1)在微机械陀螺的驱动极板间布置并联电容具体是指：在微机械陀螺的驱动极板的正极等效电容Cd+并联布置并联电容，使得正极等效电容Cd+、并联电容两者的电容值之和等于驱动极板的负极等效电容Cd-的电容值，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等；或者在驱动极板的负极等效电容Cd-并联布置并联电容，使得负极等效电容Cd-、并联电容两者的电容值之和等于驱动极板的正极等效电容Cd+的电容值，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等。优选地，所述步骤2)中将微机械陀螺输出的电压信号经调制解调生成低频信号的详细步骤如下：2.1)将微机械陀螺输出的信号信号进行电容电压转换；2.2)将电容电压转换后的电压信号进行高通滤波提取其中的高频信号；2.3)将提取得到的高频信号进行乘法解调得到低频信号；2.4)将解调得到的低频信号进行低通滤波得到与驱动模态固有频率相同的低频信号；2.5)将与驱动模态固有频率相同的低频信号进行移相调节，得到与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同、且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号。本专利技术还提供一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升装置，其特征在于：包括低频信号获取电路和并联电容，所述并联电容并联在微机械陀螺的驱动极板间使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等，所述低频信号获取电路根据微机械陀螺输出的电压信号经调制解调、移相生成低频信号，所述低频信号与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同、与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相，所述低频信号获取电路将所述低频信号加载到并联电容上。优选地，所述并联电容并联在微机械陀螺的驱动极板间具体是指：所述并联电容与微机械陀螺的的驱动极板的正极等效电容Cd+并联布置，使得正极等效电容Cd+、并联电容两者的电容值之和等于驱动极板的负极等效电容Cd-的电容值，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等；或者所述并联电容与微机械陀螺的的驱动极板的负极等效电容Cd-并联布置，使得负极等效电容Cd-、并联电容两者的电容值之和等于驱动极板的正极等效电容Cd+的电容值，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等。优选地，所述低频信号获取电路包括依次相连的电容电压转换电路、高通滤波电路、解调电路、低通滤波电路、移相电路，所述电容电压转换电路将微机械陀螺输出的电容信号转换为电压信号，所述高通滤波电路将电容电压转换电路输出的电压信号进行高通滤波提取其中的高频信号，所述解调电路将高通滤波电路输出的高频信号进行乘法解调得到低频信号，微机械陀螺的驱动信号由直流偏置电压、交流驱动电压和驱动高频正弦载波三部分组成，所述低通滤波电路将解调电路输出的低频信号进行低通滤波得到与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同的低频信号，所述移相电路将低通滤波电路输出的低频信号进行移相调节，得到与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同、且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号，所述移相电路的输出端与并联电容的两极相连。本专利技术用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法具有下述优点：本专利技术预先在微机械陀螺的驱动极板间布置并联电容，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相对等，根据微机械陀螺输出的电压信号生成与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号，将该与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号加载到并联在微机械陀螺的驱动极板间的并联电容上。微机械陀螺的驱动信号由三部分组成：直流偏置电压、交流驱动电压和驱动高频正弦载波。将与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号反馈到并联电容来抵消由于加工精度而引起的驱动电容不匹配实现稳定控制，交流驱动电压的频率与驱动模态固有频率相同，从而实现在谐振状态下的振动，驱动高频正弦载波用于对信号的调制。将与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号加载到并联在微机械陀螺的驱动极板间的并联电容上，能够克服微机械陀螺加工精度误差引起的驱动电容不匹配而引起的驱动不稳定、提升微机械陀螺的检测精度和可靠性。本专利技术用于微机械陀螺的驱动稳定性提升装置为本专利技术用于微机械陀螺的驱动稳定性提升装置方法对应的装置，包含实现本专利技术用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法对应的电路元器件及其连接关系，因此也具有本专利技术用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法相同的技术效果，故在此不再赘述。附图说明图1为本专利技术实施例方法的原理示意图。图2为本专利技术实施例装置的框架结构示意图。图例说明：1、低频信号获取电路；11、电容电压转换电路；12、高通滤波电路；13、解调电路；14、低通滤波电路；15、移相电路；2、并联电容。具体实施方式如图1所示，本实施例用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法的实施步骤如下：1)预先在微机械陀螺的驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法，其特征在于实施步骤如下：1)预先在微机械陀螺的驱动极板间布置并联电容，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd‑两者的电容值相等；2)将微机械陀螺输出的电压信号经调制解调、移相生成低频信号，微机械陀螺的驱动信号由直流偏置电压、交流驱动电压和驱动高频正弦载波三部分组成，所述低频信号与微机械陀螺的驱动模态固有频率相同、与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相；3)将所述低频信号加载到并联在微机械陀螺的驱动极板间布置的并联电容上。

【技术特征摘要】
1.一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法，其特征在于实施步骤如下：
1)预先在微机械陀螺的驱动极板间布置并联电容，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、
负极等效电容Cd-两者的电容值相等；
2)将微机械陀螺输出的电压信号经调制解调、移相生成低频信号，微机械陀螺的驱动信
号由直流偏置电压、交流驱动电压和驱动高频正弦载波三部分组成，所述低频信号与微机械
陀螺的驱动模态固有频率相同、与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相；
3)将所述低频信号加载到并联在微机械陀螺的驱动极板间布置的并联电容上。
2.根据权利要求1所述的用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法，其特征在于，所述步
骤1)在微机械陀螺的驱动极板间布置并联电容具体是指：在微机械陀螺的驱动极板的正极
等效电容Cd+并联布置并联电容，使得正极等效电容Cd+、并联电容两者的电容值之和等于驱动
极板的负极等效电容Cd-的电容值，使得驱动极板的正极等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者
的电容值相等；或者在驱动极板的负极等效电容Cd-并联布置并联电容，使得负极等效电容Cd-、
并联电容两者的电容值之和等于驱动极板的正极等效电容Cd+的电容值，使得驱动极板的正极
等效电容Cd+、负极等效电容Cd-两者的电容值相等。
3.根据权利要求1或2所述的用于微机械陀螺的驱动稳定性提升方法，其特征在于，所
述步骤2)中将微机械陀螺输出的电压信号经调制解调生成低频信号的详细步骤如下：
2.1)将微机械陀螺输出的信号进行电容电压转换；
2.2)将电容电压转换后的电压信号进行高通滤波提取其中的高频信号；
2.3)将提取得到的高频信号进行乘法解调得到低频信号；
2.4)将解调得到的低频信号进行低通滤波得到与驱动模态固有频率相同的低频信号；
2.5)将与驱动模态固有频率相同的低频信号进行移相调节，得到与微机械陀螺的驱动模
态固有频率相同、且与驱动微机械陀螺的交流驱动电压同相的低频信号。
4.一种用于微机械陀螺的驱动稳定性提升装置，其特征在于：包括低频信号获取电路(1)
和并联电容(2)，所述并联电容(2)并联在微机械陀螺的驱动极板间使得驱动极板的正极等
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴学忠，陈志华，肖定邦，侯占强，何汉辉，李文印，王兴华，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43