[发明专利]用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法及装置

权利要求书

1.一种用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法，其特征在于其实施步骤如下：

1）实时获取硅微机械陀螺因耦合刚度导致的正交耦合误差幅值；

2）将所述正交耦合误差幅值作为控制量，闭环反馈控制输入到硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压，当环境因素发生变化时通过所述静电刚度调整电压的变化量修正硅微机械陀螺的耦合刚度的改变量，从而保持硅微机械陀螺耦合刚度保持不变、提升硅微机械陀螺的零偏稳定性。

2.根据权利要求1所述的用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法，其特征在于，所述步骤1）的详细步骤包括：

1.1）实时获取硅微机械陀螺输出的检测信号与驱动信号；

1.2）将所述检测信号放大并根据所述驱动信号进行解调；

1.3）将解调得到的解调结果低通滤波，剔除高频信号得到正交耦合误差；

1.4）将所述正交耦合误差经PID控制得到正交耦合误差幅值。

3.根据权利要求1或2所述的用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法，其特征在于，所述步骤2）的详细步骤包括：

2.1）将所述步骤1）得到的正交耦合误差幅值进行反相；

2.2）将反相的正交耦合误差幅值作为控制量，闭环反馈控制输入到硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压，通过所述静电刚度调整电压的变化量修正硅微机械陀螺的耦合刚度因环境因素发生的改变量。

4.根据权利要求3所述的用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法，其特征在于，所述步骤2.2）中控制输入到硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压具体是指：通过式（A17）控制输入硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压；

VDC＝24.98-1.249*Vde5                    （A17）

式（A17）中，VDC为最终输出的静电刚度调整电压，Vde5为正交耦合误差幅值。

5.一种用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升装置，其特征在于：包括用于获取硅微机械陀螺的正交耦合误差幅值的正交误差幅值获取单元（1）和用于根据正交耦合误差幅值向硅微机械陀螺检测电极输出静电刚度调整电压的静电刚度调整控制单元（2），所述静电刚度调整控制单元（2）将正交误差幅值获取单元（1）输出的正交耦合误差幅值作为控制量闭环反馈控制输入到硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压，当环境因素发生变化时所述静电刚度调整控制单元（2）通过所述静电刚度调整电压的变化量修正硅微机械陀螺的耦合刚度的改变量，从而保持硅微机械陀螺的耦合刚度不变、提升硅微机械陀螺的零偏稳定性。

6.根据权利要求5所述的用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升装置，其特征在于：所述正交误差幅值获取单元（1）包括放大器（11）、乘法器（12）、滤波器（13）和PID控制器（14），所述放大器（11）的输入端与硅微机械陀螺的检测信号输出端相连，所述乘法器（12）的一个输入端与放大器（11）相连，所述乘法器（12）的另一个输入端与硅微机械陀螺的驱动信号输出端相连，所述乘法器（12）的输出端通过滤波器（13）和PID控制器（14）相连，所述PID控制器（14）的输出端与静电刚度调整控制单元（2）相连；所述放大器（11）实时获取硅微机械陀螺输出的检测信号并进行放大后输出给乘法器（12），所述乘法器（12）实时根据硅微机械陀螺输出的驱动信号对所述放大器（11）放大后的检测信号进行解调，所述乘法器（12）将所述解调结果依次通过滤波器（13）、PID控制器（14）得到正交耦合误差幅值，所述PID控制器（14）将正交耦合误差幅值输出至静电刚度调整控制单元（2）。

7.根据权利要求5或6所述的用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升装置，其特征在于：所述静电刚度调整控制单元（2）包括依次相连的反相器（21）和DC-DC模块（22），所述正交误差幅值获取单元（1）通过反相器（21）与DC-DC模块（22）的输入端相连，所述DC-DC模块（22）的电压输出端与硅微机械陀螺（4）的检测电极相连；所述反相器（21）将反相的正交耦合误差幅值输入DC-DC模块（22），所述DC-DC模块（22）根据输入的控制量闭环反馈控制输入到硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压，所述DC-DC模块（22）通过控制静电刚度调整电压的变化量修正硅微机械陀螺的耦合刚度因环境因素发生的改变量来提升硅微机械陀螺的零偏稳定性。

8.根据权利要求7所述的用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升装置，其特征在于，所述DC-DC模块（22）通过式（A17）控制输入硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压；

VDC＝24.98-1.249*Vde5                    （A17）

式（A17）中，VDC为最终输出的静电刚度调整电压，Vde5为正交耦合误差幅值。