[发明专利]用于数字激光陀螺的自适应跟踪抖动控制系统及实现方法

权利要求书

1.用于数字激光陀螺的自适应跟踪抖动控制系统，其特征在于：由全数字化锁相环（ADPLL）、加噪电路、PWM脉宽调制驱动电路、抖动轮或者抖动杆、抖动信号检测电路构成一个闭环系统，其中，谐振腔固定在抖动轮或者抖动杆上；ADPLL、加噪电路、PWM调制电路和抖动检测电路由FPGA实现。

2.如权利要求1所述系统，自动跟踪抖动控制系统控制方法，其特征在于：控制器件为FPGA，采用HDL硬件描述语言设计系统中各种数字电路逻辑；配置ADPLL初始中心频率与谐振腔固有频率一致；锁相环输出方波信号，采用加噪电路产生的伪随机序列进行PWM脉宽调制后，通过脉冲驱动电路加载到抖动轮或者抖动杆上，使谐振腔抖动处于谐振状态；再从激光陀螺输出的拍频信号中解调出谐振腔抖动信号（方波）作为ADPLL的输入信号，若谐振腔固频率有小的变化，该闭环系统会自动跟踪，使抖动频率与谐振腔固有频率一致。

3.如权利要求1所述系统，其特征在于，不同的谐振腔固有频率一般分布在280Hz至750Hz之间；采用专门工具测定每个谐振腔常温下的固有频率；系统在工作时，当环境温度在-40°至85°变化和（或者）谐振腔老化，谐振腔固有频率变化范围一般±12Hz以内。

4.如权利要求1所述系统，其特征在于，谐振腔固有频率因环境因素缓慢变化时，闭环系统中ADPLL跟踪其变化；同时，将检测到的抖动信号频率与锁相环中心频率实时比较，若绝对值相差大于设定的临界值，自动调整锁相环的中心频率为检测到的抖动频率，使抖动处于谐振状态：保证抖动频率与谐振腔实际固有频率误差最大不超过0.5Hz。

5.如权利要求1所述系统，其特征在于，ADPLL输出方波信号，加噪电路输出串行伪随机序列信号，伪随机序列最小脉冲宽度等于ADPLL输出方波信号周期，非最小脉冲宽度是锁相环输出方波信号周期的整倍数；加噪电路用伪随机序列高低电平调制方波宽度；伪随机序列低电平“0”时，方波宽度相对比较窄，伪随机序列高电平“1”时，方波宽度相对比较宽，方波宽度相差20%~40%；方波幅度实际值，根据激光陀螺输出拍频信号的偏频量和脉冲功率驱动电路电压值决定，可以由上位机设定；将调制后的脉冲信号，分别以A/B两路信号输出，方便与驱动电路匹配。

6.如权利要求1所述系统，其特征在于，将PWM脉宽调制信号经过驱动电路后加到多个压电陶瓷片上，压电陶瓷片固定在抖动杆或者抖动轮上，驱动杆/轮以ADPLL输出信号的频率抖动。

7.如权利要求1所述系统，其特征在于，拍频信号包含角速度、激光强度、程长控制等丰富信息，从拍频信号中提取谐振腔抖动信号，频率量作为ADPLL输入信号，幅度量作为PWM调制依据，

减少了额外检测电路。