【技术实现步骤摘要】
基于参量激励的MEMS陀螺驱动力偏转角的辨识以及抑制方法
[0001]本专利技术涉及了微机械陀螺仪领域，更具体地，涉及一种基于参量激励的MEMS陀螺驱动力偏转角的辨识以及抑制方法。
技术介绍
[0002]微机械陀螺仪的检测角速度的方式可以分为基于幅度调制以及基于频率调制。基于幅度调制的微机械陀螺仪将待检测的角速度信号调制到幅度信号上，通过读取幅度的方式提取出角速度信号。基于频率调制的微机械陀螺仪将待检测的角速度信号调制到频率信号上，通过读取频率的方式提取出角速度信号。
[0003]驱动力偏转角是微机械陀螺仪由于加工误差导致的假想角度，当在陀螺仪的一个工作模态施加驱动力时，在另一工作模态上会出现耦合的驱动力分量。无论是对于基于幅度调制还是基于频率调制的微机械陀螺仪，若驱动力偏转角不为理想的零角度，两个模态之间的驱动力耦合会影响陀螺仪的角速度输出，这个由驱动力偏转角导致的影响同时还与模态等效阻尼有关。
[0004]参量激励技术通过对MEMS陀螺模态施加刚度扰动信号，改变了模态的幅频响应，等效为改变了模态的阻尼。开...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于参量激励的幅度调制MEMS陀螺驱动力偏转角的辨识方法，其特征在于包括如下步骤：1)MEMS陀螺的X模态被X模态驱动力生成模块产生的静电力主动驱动，产生振动位移；2)MEMS陀螺的X模态的振动位移信号被转换为电压信号，然后通过X模态幅度
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相位提取模块提取得到振动相位信息和振动幅度信息，振动相位与预先设定的参考振动相位之间的差值经过PI控制器得到X模态锁相环模块的频率输出修正量，该频率输出修正量与设置的X模态初始驱动力频率相加作为X模态锁相环模块的频率输出，即作为产生X模态驱动力的频率；振动幅度与预先设定的参考振动幅度之间的差值经过PI控制器得到X模态自动增益控制模块的幅度输出修正量，该幅度输出修正量与设置的X模态初始驱动力幅度相加作为X模态自动增益控制模块的幅度输出，即作为产生X模态驱动力的幅度；3)X模态驱动力生成模块根据X模态锁相环模块的频率输出和自动增益控制模块的幅度输出，产生相应频率和幅度的驱动力；4)X模态锁相环闭环时，X模态锁相环模块最终的频率输出等于X模态的谐振频率，此时X模态处于谐振状态；X模态自动增益控制闭环时，X模态振动幅度等于参考振动幅度；此时，陀螺仪将外界输入角速度转化为科氏力，引起Y模态的振动；此时陀螺仪处于基于幅度调制的工作状态；5)对于基于幅度调制的微机械陀螺仪，Y模态的振动位移信号被转换为电压信号，然后其幅度经过信号处理表征外界输入角速度；由于驱动力偏转角的存在，角速度输出受到影响；按照X模态锁相环模块的频率输出和预先设定的X模态参量激励幅度，通过X模态参量激励信号产生模块生成X模态参量激励信号作用于X模态的调谐电极从而改变X模态的等效刚度，即对X模态施加了刚度扰动信号，令X模态处于参量激励下的谐振状态，并且刚度扰动信号的幅度、频率均与参量激励信号相关；6)在外界实际输入角速度为零时，对X模态施加不同大小的刚度扰动信号，等效改变了X模态的阻尼；X模态等效阻尼变化时，陀螺仪输出的角速度零偏不同，得到零偏与等效阻尼之间的关系后，进行线性拟合，经过计算得到驱动力偏转角。2.一种基于参量激励的幅度调制MEMS陀螺驱动力偏转角的抑制方法，其特征在于，在对驱动力偏转角进行抑制时，在权利要求1所述的辨识方法基础上，将步骤2)中的X模态初始驱动力幅度设置为固定值，并直接作为产生X模态驱动力的幅度，而不进行幅度输出修正；X模态自动增益控制模块的幅度输出修正量不用于调节驱动力幅度的大小，而是作为X模态参量激励幅度输入X模态参量激励信号产生模块用于反馈调节X模态刚度扰动信号的大小，最终使得实际振动位移信号的幅度与预先设定的参考振动幅度相等，此时模态等效阻尼被闭环参量激励控制在恒定值，驱动力偏转角对零偏的影响被抑制。3.一种基于参量激励的频率调制MEMS陀螺驱动力偏转角的辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：1)MEMS陀螺的X模态被X模态驱动力生成模块产生的静电力主动驱动，产生振动位移；2)MEMS陀螺的X模态的振动位移信号被转换为电压信号，然后通过X模态幅度
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相位提取模块，提取得到振动相位信息，振动相位与预先设定的参考振动相位之间的差值经过PI控制器得到X模态锁相环模块的频率输出修正量，该频率输出修正量与设置的X模态初始驱
动力频率相加作为X模态锁相环模块的频率输出，即作为产生X模态驱动力的频率；振动幅度与预先设定的参考振动幅度之间的差值经过PI控制器得到X模态自动增益控制模块的幅度输出修正量，...
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