[發(fā)明專利]自適應(yīng)時滯反饋控制微機械陀螺儀系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510039788.1
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104596496B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚慧琳;張濤;武云鵬;衡博;李偉陽;宋書峰;文永蓬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)學院
• 主分類號: G01C19/5776
• 分類號: G01C19/5776
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種自適應(yīng)時滯反饋控制微機械陀螺儀系統(tǒng)，其特征在于，包括微機械陀螺儀和檢測驅(qū)動控制系統(tǒng)，在微機械陀螺儀中的單諧振質(zhì)量塊互相垂直的驅(qū)動方向和檢測方向上，間接連接驅(qū)動電容和測試電容，驅(qū)動電容信號、測試電容信號與檢測驅(qū)動控制系統(tǒng)形成降低正交誤差的閉環(huán)控制；

所述微機械陀螺儀包括諧振質(zhì)量塊、兩個平行板電容、兩個梳齒驅(qū)動電容和四個相同的彈性元件，四個相同的彈性元件與諧振質(zhì)量塊一體連接，諧振質(zhì)量塊的檢測方向?qū)ΨQ有兩個彈性元件，諧振質(zhì)量塊的驅(qū)動方向?qū)ΨQ有兩個彈性元件，檢測方向與驅(qū)動方向垂直，平行板電容作為檢測元件，一極固定作為檢測方向平行板電容固定極板，另一極活動作為檢測方向平行板電容活動極板，檢測方向平行板電容活動極板與檢測方向的彈性元件扣合；梳齒驅(qū)動電容作為驅(qū)動元件，一極固定作為梳齒驅(qū)動電容固定極板，另一極活動作為梳齒驅(qū)動電容活動極板，梳齒驅(qū)動電容活動極板與驅(qū)動方向彈性元件扣合；檢測驅(qū)動控制系統(tǒng)輸出驅(qū)動信號到梳齒驅(qū)動電容，使諧振質(zhì)量塊產(chǎn)生振動，平行板電容檢測信號送檢測驅(qū)動控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)控制；

微機械陀螺儀采用真空封裝；

所述檢測驅(qū)動控制系統(tǒng)包括兩個微處理器、驅(qū)動電路、調(diào)頻檢測電路、溫度傳感器和兩個加速度傳感器，兩個微處理器互相通信，一個微處理器作為驅(qū)動信號處理器，驅(qū)動信號處理器輸出驅(qū)動數(shù)字信號到驅(qū)動電路，驅(qū)動電路中D/A轉(zhuǎn)換模塊將驅(qū)動數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動波形，再經(jīng)過依次電壓放大模塊、帶通濾波器后輸出驅(qū)動電壓到梳齒驅(qū)動電容；另一個微處理器作為運算信號處理器，平行板電容上的電壓信號輸入到調(diào)頻檢測電路，調(diào)頻檢測電路依次包括頻振蕩器、限幅電路、鑒頻電路、放大電路以及A/D電路，調(diào)頻檢測電路輸出信號送入運算信號處理器，溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，兩個加速度傳感器分別檢測驅(qū)動方向和檢測方向的加速度，溫度傳感器和加速度傳感器信號送運算信號處理器，運算信號處理器輸出反饋補償信號回驅(qū)動信號處理器；

通過檢測敏感方向的振幅大小實現(xiàn)反饋，進而調(diào)整驅(qū)動方向的驅(qū)動力的大小，實現(xiàn)自適應(yīng)檢測；根據(jù)溫度微小變化適時調(diào)整驅(qū)動電壓的頻率以維持系統(tǒng)諧振；通過檢測工作平面的加速度方向和大小并反饋，以此來控制直流偏置電壓的大小來實現(xiàn)平衡位置的補償。