【技术实现步骤摘要】
一种硅微陀螺自动模态匹配控制结构和方法
本专利技术属于硅微陀螺闭环控制技术，具体涉及一种基于检测模态闭环硅微陀螺自动模态匹配控制结构和方法。
技术介绍
硅微陀螺作为角速率传感器，广泛应用于消费电子、工业控制、汽车应用以及飞机的备份仪表、微小型无人机的组合导航系统、平台稳定控制、制导应用等。硅微陀螺由两个工作模态组成，分别为驱动模态和检测模态。硅微陀螺一般工作在非模态匹配模式，即驱动模态和检测模态的谐振频率并不相等，导致检测模态工作在驱动模态谐振频率上，而非自身谐振频率，从而检测模态的机械灵敏度并未充分发挥出来。如何通过技术手段，实现驱动模态和检测模态谐振频率的精确匹配，使得检测模态跟驱动模态一样，都工作在谐振状态，最大程度地提高检测模态的机械灵敏度，进而提高硅微陀螺的信噪比和精度，已经成为硅微陀螺性能提升的关键技术。为了实现模态匹配，可以在结构设计上，将检测模态谐振频率和驱动模态谐振频率设置的完全相等，硅微陀螺检测模态工作在开环模式。该方法的问题是，加工工艺的不一致性会导致驱动模态和检测模态谐振频率并不完全相等；或者...
【技术保护点】
1.一种硅微陀螺自动模态匹配控制结构，包括检测模态闭环硅微陀螺(06)、第一双频信号发生器(03)、第二双频信号发生器(07)、第一同相解调器(08)、第二同相解调器(09)、第一增益模块(10)、第二增益模块(11)和比例积分控制器(12)，/n其中检测模态闭环硅微陀螺(06)包括顺序级联的硅微陀螺检测模态(01)、前向检测模块(02)、控制器(04)和力矩器(05)，科氏力与力矩器(05)的输出加和后输入到硅微陀螺检测模态(01)，硅微陀螺检测模态(01)的输出经过前向检测模块(02)、控制器(04)和力矩器(05)反馈给硅微陀螺检测模态(01)；/n第一双频信号发生器...
【技术特征摘要】
1.一种硅微陀螺自动模态匹配控制结构，包括检测模态闭环硅微陀螺(06)、第一双频信号发生器(03)、第二双频信号发生器(07)、第一同相解调器(08)、第二同相解调器(09)、第一增益模块(10)、第二增益模块(11)和比例积分控制器(12)，
其中检测模态闭环硅微陀螺(06)包括顺序级联的硅微陀螺检测模态(01)、前向检测模块(02)、控制器(04)和力矩器(05)，科氏力与力矩器(05)的输出加和后输入到硅微陀螺检测模态(01)，硅微陀螺检测模态(01)的输出经过前向检测模块(02)、控制器(04)和力矩器(05)反馈给硅微陀螺检测模态(01)；
第一双频信号发生器(03)产生标准调幅信号，该标准调幅信号的载波频率为硅微陀螺驱动模态谐振频率，从而该标准调幅信号包含与驱动模态谐振频率等间距的双频信号f＝f1+f2＝Acos[(ωx-Δω)t]+Acos[(ωx+Δω)t]，该双频信号作为扰动信号，与前向检测模块(02)的输出加和后，输入到控制器(04)；
第二双频信号发生器(07)产生与第一双频信号发生器(03)输出的双频信号具有相同频率和相同相位的两路信号f’1＝A’cos[(ωx-Δω)t]和f’2＝A’cos[(ωx+Δω)t]，作为控制器(04)的输出的解调参考信号；
第一同相解调器(08)用于将第二双频信号发生器(07)的一路输出信号f’1和控制器(04)的输出进行同相解调，获得ωx-Δω频点上的振幅响应；
第二同相解调器(09)用于将第二双频信号发生器(07)的另一路输出信号f’2和控制器(04)的输出进行同相解调，获得ωx+Δω频点上的振幅响应；
第一增益模块(10)用于对第一同相解调器(08)的输出进行增益放大，第二增益模块(11)用于对第二同相解调器(09)的输出进行增益放大；
比例积分控制器(12)用于将第一增益模块(10)和第二增益模块(11)的输出加和后进行比例积分控制，并输出调谐电压，所述调谐电压输入到硅微陀螺检测模态(01)的电容变间隙形式的调谐电极上。
2.按照权利要求1所述的结构，其中检测模态闭环硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉朝，余才佳，滕霖，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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