一种高动态输入的MEMS陀螺带宽扩展闭环控制方法技术

技术编号:23846616 阅读:57 留言:0更新日期:2020-04-18 06:42
本发明专利技术公开了一种针对高动态输入的MEMS环形谐振陀螺带宽扩展闭环控制方法,属于微机电系统设计领域。该方法过程为:陀螺表头由位移导致的电容量变化经C/V转换后,分别进入带通滤波器2和带阻滤波器,分离出正交信号和同相信号后,正交信号依次经微分器1、高通滤波器1、带通滤波器1以及增益1得到正交反馈电信号,同相信号依次经微分器2、高通滤波器2、带通滤波器3以及增益2得到同相反馈电信号,两路反馈电信号经求和后,经V/F转换后反馈至陀螺表头的敏感模态。该方法极大抑制正交误差和同相误差,同时扩宽陀螺带宽,显著增加了陀螺角速度动态输入范围。此外,双闭环控制电路无需调制解调模块,避免了解调模块存在的相位噪声恶化角速度输出精度。下面结合图和实例对本发明专利技术进一步说明。

A bandwidth extended closed-loop control method for MEMS gyroscope with high dynamic input

【技术实现步骤摘要】
一种高动态输入的MEMS陀螺带宽扩展闭环控制方法
本专利技术涉及一种针对高动态输入的MEMS环形谐振陀螺带宽扩展闭环控制方法,属于微机电系统设计领域。
技术介绍
陀螺仪是一种用来测量物体旋转角速率的惯性器件,由于其低成本、低功耗等优点被广泛运用于汽车工业、消费电子、导航系统等领域。MEMS环形谐振陀螺由于其高测量精度、超强的稳定性、良好的温度特性以及抗冲击性,近期成为该领域研究热点。然而,该陀螺结构在高品质因数作用下固有模态频差小导致其在开环工作模式时响应带宽极窄,从而显著制约其使用范围。因此,扩宽该陀螺工作带宽、增大其测量范围是该
的重要研究内容。文献“Amode-matchedforce-rebalancecontrolforaMEMSvibratorygyroscope”描述了经典的双闭环控制方法,同时抑制了正交误差和同相误差,该方法有效地提高了陀螺的工作带宽,增大了陀螺的测量范围;然而,双闭环控制回路中存在多个调制解调模块,电路复杂度显著增加,同时,解调信号相位噪声显著影响角速度输出精度;进一步,文献“Anovelnarr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高动态输入的MEMS陀螺带宽扩展闭环控制方法,其特征在于过程如下:陀螺表头的敏感模态同时受到科氏力和正交力的作用,由位移导致的电容量变化经C/V转换后,分别进入带通滤波器2和带阻滤波器,所述带阻滤波器的阻带为所述带通滤波器2的通带,敏感模态的固有频率位于所述带通滤波器2的通频段内;带通滤波器2和带阻滤波器分离出正交信号和同相信号后,正交信号依次经微分器1、高通滤波器1、带通滤波器1以及增益1得到正交反馈电信号,同相信号依次经微分器2、高通滤波器2、带通滤波器3以及增益2得到同相反馈电信号,两路反馈电信号经求和后,经V/F转换后反馈至陀螺表头的敏感模态。/n

【技术特征摘要】
1.一种高动态输入的MEMS陀螺带宽扩展闭环控制方法,其特征在于过程如下:陀螺表头的敏感模态同时受到科氏力和正交力的作用,由位移导致的电容量变化经C/V转换后,分别进入带通滤波器2和带阻滤波器,所述带阻滤波器的阻带为所述带通滤波器2的通带,敏感模态的固有频率位于所述带通滤波器2的通...

【专利技术属性】
技术研发人员:申强王修谱武亦轩谢建兵
申请(专利权)人:西北工业大学西北工业大学太仓长三角研究院
类型:发明
国别省市:陕西;61

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