[发明专利]一种谐振陀螺振动位移提取方法、控制系统及谐振陀螺

权利要求书

1.一种谐振陀螺振动位移提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将谐振陀螺x轴输出观测信号构建为参数辨识模型：

，

其中：

第k时刻的参考信号矩阵，

待求解的第k时刻的估计值，

k为时刻，为谐振陀螺正弦方向的电压幅值估计值，为谐振陀螺余弦方向的电压幅值估计值，为谐振陀螺角速度；

S2.求解第k时刻的估计值：

其中，为第k-1时刻的估计值，

为第k时刻的增益矩阵；

S3.更新增益矩阵，所述更新增益矩阵的方法为：

S31.通过观测信号计算第k时刻的协方差矩阵：

式中为第k时刻的协方差矩阵，

为第k-1时刻的协方差矩阵，

为第k-1时刻的协方差矩阵逆矩阵，

为第k时刻的转置参考信号矩阵；

S32.通过第k时刻的协方差矩阵计算第k时刻增益矩阵：

；

S4.计算误差：

当大于0，返回步骤S2进行下一时刻迭代运算，当为0时，为谐振陀螺x轴正弦方向的电压幅值的真实值、为谐振陀螺x轴余弦方向的电压幅值的真实值；

S5. 求解谐振陀螺x轴输出的位移振动信号：

，

，

其中，为x轴余弦位移振动信号，为x轴正弦位移振动信号；

S6. 将谐振陀螺y轴输出观测信号按照步骤S1-S4的求解方式求得谐振陀螺y轴正弦方向的电压幅值的真实值及谐振陀螺y轴余弦方向的电压幅值的真实值，根据公式求得谐振陀螺y轴输出的位移振动信号：

，

其中，为y轴余弦位移振动信号，为y轴正弦位移振动信号。

2.一种谐振陀螺控制系统，其特征在于，包括多路开关、电荷放大电路，模数转换器、振动位移提取单元、谐振陀螺回路控制单元、数模转换器及放大电路，

所述多路开关：将谐振陀螺的x轴电极及y轴电极分时段连接至电路；

所述电荷放大电路：通过电荷放大电路将谐振陀螺通过所述多路开关输出的电流信号转换为电压信号；

所述模数转换器：将所述电荷放大电路输出的模拟电压信号转换为数字量；

所述振动位移提取单元：将所述模数转换器传递的数字量通过如权利要求1所述的谐振陀螺振动位移提取方法的步骤，进行振动位移提取；

所述谐振陀螺回路控制单元：根据参所述振动位移提取单元提供的振动位移提取转化为谐振陀螺振动控制信号；

所述数模转换器：将所述谐振陀螺回路控制单元的振动控制信号转换成模拟信号；

所述放大电路：将数模转换器输出信号放大为谐振陀螺控制电压，并传递回谐振陀螺。

3.一种谐振陀螺，其特征在于，包括如权利要求2所述的谐振陀螺控制系统。