[发明专利]基于虚拟哥氏力的微机械陀螺仪自标定方法

摘要

本发明涉及微机械陀螺仪的标定方法，具体是一种基于虚拟哥氏力的微机械陀螺仪自标定方法。本发明解决了现有微机械陀螺仪标定方法标定过程繁琐、标定结果精度低、应用范围受限的问题。基于虚拟哥氏力的微机械陀螺仪自标定方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）获取哥氏信号幅值；2）施加高精度虚拟哥氏力信号；3）更新由输入角速率产生的哥氏力信号和由虚拟哥氏力产生的信号；4）标定微机械陀螺仪的参数。本发明适用于微机械陀螺仪的标定。

主权项

1.一种基于虚拟哥氏力的微机械陀螺仪自标定方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：1）获取哥氏信号幅值；具体获取步骤如下：1.1）检测位移提取结构产生检测位移信号（YV）；将检测位移信号（YV）送入前级放大接口，前级放大接口将检测位移信号（YV）转化为电压信号，并对电压信号进行初步放大；次级放大器对前级放大接口的输出信号进行进一步放大；1.2）驱动闭环回路产生驱动模态激励信号（XS）；将驱动模态激励信号（XS）送入解调器，解调器以驱动模态激励信号（XS）为基准，将次级放大器的输出信号解调为哥氏信号和二倍频信号；1.3）将哥氏信号和二倍频信号均送入低通滤波器，低通滤波器将二倍频信号滤除，由此得到哥氏信号幅值；2）施加高精度虚拟哥氏力信号（VC）；具体施加步骤如下：2.1）将哥氏信号幅值送入力反馈控制器，力反馈控制器根据哥氏信号幅值产生检测信号（Ff）；将检测信号（Ff）分别送入信号分离模块和叠加器，信号分离模块将检测信号（Ff）分离为由输入角速率产生的哥氏力信号（CR）和由虚拟哥氏力产生的信号（CV）；2.2）高精度虚拟哥氏力信号产生模块产生高精度虚拟哥氏力信号（VC）；2.3）将高精度虚拟哥氏力信号（VC）送入叠加器，高精度虚拟哥氏力信号（VC）和检测信号（Ff）在叠加器中叠加形成哥氏反馈低频信号（CS）；将哥氏反馈低频信号（CS）和驱动模态激励信号（XS）均送入调制器，调制器以驱动模态激励信号（XS）为基准，将哥氏反馈低频信号（CS）调制为控制信号（ACS）；将控制信号（ACS）和高精度直流基准信号（DR）均送入直流信号叠加装置，控制信号（ACS）和高精度直流基准信号（DR）在直流信号叠加装置中叠加形成反馈力信号（YS）；将反馈力信号（YS）送入检测力反馈结构，检测力反馈结构根据反馈力信号（YS）分别产生反馈力和虚拟哥氏力；3）更新由输入角速率产生的哥氏力信号（CR）和由虚拟哥氏力产生的信号（CV）；具体更新步骤如下：3.1）赋予高精度虚拟哥氏力信号（VC）特征信息；3.2）重新执行步骤2.3），由此得到更新的反馈力和虚拟哥氏力；3.3）重新执行步骤1），由此得到更新的哥氏信号幅值；3.4）重新执行步骤2.1），由此得到更新的由输入角速率产生的哥氏力信号（CR）和由虚拟哥氏力产生的信号（CV）；4）标定微机械陀螺仪的参数（Cout）；具体标定步骤如下：4.1）将更新的由虚拟哥氏力产生的信号（CV）送入参数计算模块，更新的由虚拟哥氏力产生的信号（CV）和带有特征信息的高精度虚拟哥氏力信号（VC）在参数计算模块中进行同步解算，并通过拟合算法得到微机械陀螺仪的参数（Cout）；4.2）将更新的由输入角速率产生的哥氏力信号（CR）送入哥氏力输出模块，哥氏力输出模块对更新的由输入角速率产生的哥氏力信号（CR）进行进一步滤波和优化，由此得到最终输出信号（Gout）。