[发明专利]一种基于解耦控制的力平衡闭环方法

摘要

本发明涉及一种基于解耦控制的力平衡闭环方法，它包括以下步骤：1)生成正弦波ref sin(k)信号；2)对ref sin(k)分别进行0°和90°移相后均进行θ移相；3)得到检测电压数字量s1；4)得到反映MEMS谐振器检测运动同相幅度信息的s1d mod0和正交幅度信息的s1d mod90后滤除高频信号；5)将s1d mod01和s1d mod901分别与预先设定值比较，其差值分别传输至C1(z)和C2(z)；6)得到解耦后的四组信号；7)对四组信息进行相应的求和；8)得到力平衡驱动电压的同相分量数字量驱动信号和正交分量数字量驱动信号；9)得到最终的力平衡驱动电压信号BAL，判断MEMS谐振器敏感质量M在频率f的振动运动振幅为是否为0，如果为0，则返回步骤1)进行下一次循环；否则返回步骤4)。

主权项

1.一种基于解耦控制的力平衡闭环方法，其特征在于：它包括以下步骤：1)设置一个频率可调的正弦波发生器，其可生成正弦波ref sin(k)信号；2)将ref sin(k)信号分别通过0°移相器和90°移相器进行移相，得到的信号分别为ref0(k)和ref90(k)；3)将信号ref0(k)和ref90(k)分别通过固定相位θ移相器进行移相，得到的信号分别ref0θ(k)和ref90θ(k)；4)通过现有位移检测装置及模数转换器得到MEMS谐振器敏感质量位移的检测运动检测电压数字量s1，用高通滤波器滤除s1中的直流分量，得到信号s1h；5)通过相敏解调器将信号s1h分别与ref0θ(k)和ref90θ(k)进行相敏解调，分别得到反映MEMS谐振器检测运动同相幅度信息的s1d mod 0和MEMS谐振器检测运动正交幅度信息的s1d mod 90；6)用低通滤波器滤除信号s1d mod 0和s1d mod 90中的高频信号，得到信号s1d mod 01和s1d mod 901；7)将信号s1d mod 01与MEMS谐振器检测运动同相幅度预先设定值进行比较，其差值传输至MEMS谐振器检测运动同相幅度控制器C1(z)；将信号s1d mod 901与MEMS谐振器检测运动正交幅度预先设定值进行比较，其差值传输至MEMS谐振器检测运动正交幅度控制器C2(z)；8)C1(z)和C2(z)将信息均传输至解耦控制器C3(z)，经解耦控制器C3(z)计算后，得到解耦后的信号s1d mod 01c11、s1d mod 901c12、s1d mod 01c21和s1d mod 901c22；9)将信号s1d mod 01c11和s1d mod 901c12求和得到解耦之后的力平衡驱动电压的同相分量数字量幅值；将s1d mod 01c21和s1d mod 901c22求和得到解耦之后的力平衡驱动电压的正交分量数字量幅值；10)将已解耦的力平衡驱动电压的同相分量数字量幅值和正交分量数字量幅值分别与ref0和ref90相乘，分别得到力平衡驱动电压的同相分量数字量驱动信号和正交分量数字量驱动信号；11)将力平衡驱动电压的同相分量数字量驱动信号和正交分量数字量驱动信号进行线性叠加，得到最终的力平衡驱动电压信号BAL，力平衡驱动电压信号BAL通过数模转换器产生驱动电压，该驱动电压加载在驱动装置上产生驱动力，判断MEMS谐振器敏感质量M在频率f的振动运动振幅为是否为0，如果为0，则返回步骤1)进行下一次循环；否则返回步骤4)。