[发明专利]一种MEMS陀螺静电平衡电压值的确定方法

摘要

一种MEMS陀螺静电平衡电压值的确定方法，改进了常规的穷举算法来确定调整电路的输入值，先以m步长搜索，初选出符合给定判断依据范围的值，缩小搜索范围，然后以一步长搜索，最终找到理想的调整电压值；其判断依据为两个模态频率相近、两模态间的耦合值小和零偏值小，通过简单的软件方式实现了MEMS陀螺静电平衡电压值的确定，搜索效率高，操作简单，最大程度上满足了环形MEMS陀螺电路非理想结构调整的需求。

主权项

一种MEMS陀螺静电平衡电压值的确定方法，所述确定方法由位于MEMS陀螺振动环外侧的平衡调整电路实现，所述平衡调整电路包括第一平衡调整电路和第二平衡调整电路，第一平衡调整电路包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，第二平衡调整电路包括第二输入端、第三输出端和第四输出端，其特征在于步骤如下：(1)根据第一输入端输入值b取值范围和第二输入端输入值b′取值范围确定平衡调整电路的潜在解集S(b,b′)，一组b和b′的值为一个潜在解，所述b和b′均为8位二进制数；(2)第一输入端输入值b和第二输入端输入值b′均以m个A/D最小分辨率，即m个LSB为步长，在S(b,b′)中进行取值，获得m步长筛选后的潜在解集为S1(b,b′)，S1(b,b′)中第一输入端输入值b和第二输入端输入值b′的取值均为m的整数倍；(3)将步骤(2)中确定的潜在解集S1(b,b′)中第一个值b1和b′1分别作用于平衡调整电路的第一输入端和第二输入端，首先使第一模态实现恒幅谐振，记录第一模态的固有谐振频率值L11、第一模态对第二模态的耦合量D11和第二模态的输出零偏值E11，然后使第二模态实现恒幅谐振，记录第二模态固有谐振频率值L21、第二模态对第一模态的耦合量D21和第一模态的输出零偏值E21；获得一组数据P1＝(b1,b′1,L11,D11,E11,L21,D21,E21)；(4)按顺序取出潜在解集S1(b,b′)中的第一输入端输入值b和第二输入端输入值b′输入值，重复步骤(3)，取得j组数据，其中第i组数据记作Pi＝(bi,b′i,L1i,D1i,E1i,L2i,D2i,E2i)；所述j为S1(b,b′)中潜在解的个数，i∈[1,j]；(5)计算步骤(4)中确定的j组数据中每组数据的频差L1i‑L2i，利用每组数据的频差对该组数据进行筛选，获得频差筛选后的数据集合；具体为：若该组数据的频差处于预先设定的频差范围内，则保留该组数据，否则删除该组数据；(6)在频差筛选后的数据集合中，按照预先设定的筛选条件选择两组数据，筛选获得的第一组数据中第一输入端的输入值为b11，第二输入端的输入值为b′11，第二组数据中第一输入端的输入值为b22，第二输入端的输入值为b′22，所述|b11‑b22|<＝16；|b′11‑b′22|<＝16；(7)利用步骤(6)中得到的两组数据输入端的输入值计算1步长筛选第一输入端输入值取值区间[bb1，bb2]和第二输入端输入值取值区间[bb′1，bb′2]；(8)第一输入端输入值b和第二输入端输入值b′分别以1个A/D最小分辨率为步长在[bb1，bb2]和[[bb′1，bb′2]中取值，获得1步长筛选后的潜在解集为S2(b,b′)；(9)用步骤(8)获得的1步长筛选后的潜在解集S2(b,b′)更新步骤(2)中的S1(b,b′)，重复步骤(3)～步骤(4)，选择第一模态对第二模态的耦合量D1i、第二模态的输出零偏值E1i、第二模态对第一模态的耦合量D2i和第一模态的输出零偏值E2i绝对值的和最小的一组数据为最终数据，所述最终数据为：Pbest＝(bbest,b′best,L1best,D1best,E1best,L2best,D2best,E2best)；(10)利用步骤(9)确定的bbest和b′best，计算出四组电极加的电压值大小，具体为：若bbest的最高位为1，则V1为28V，V3可调，若bbest的最高位为0，则V3为28V，V1可调；所述调整电压的大小由bbest的低七位决定，转换公式为：电压值＝低七位的十进制数/127×28；若b′best的最高位为1，则V2为28V，V4可调，若b′best的最高位为0，V4为28V，V2可调，所述调整电压的大小由b′best的低七位决定，转换公式为：电压值＝低七位的十进制数/127×28。