[发明专利]基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法

权利要求书

1.基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在-40～60℃的温度范围内，硅微陀螺仪数字测控系统工作在稳定状态，对陀螺仪驱动谐振频率f进行提取；

S2：在-40～60℃的温度范围内，硅微陀螺仪数字测控系统工作在稳定状态，对陀螺仪检测模态相位进行提取；

S3：将步骤S1得到的驱动谐振频率f和步骤S2得到的检测模态相位进行分段线性拟合，建立两者之间的关系模型；

S4：将步骤S3得到的关系模型中的检测模态相位转化为延时计数值N，驱动谐振频率f转换为FPGA中的驱动谐振量化频率F，得到驱动谐振量化频率F与延时计数值N之间的F-N模型，F-N模型用于表征不同温度下通过延时补偿的解调相角；在FPGA中实现F-N模型，并将其嵌入到陀螺仪测控电路中，实现解调相角的最优补偿；

所述步骤S4中，F-N模型表示为：

式(3)中，F_j-1＜F≤F_j，j＝1，2，3，表示线性分段数；N(F)为驱动谐振量化频率F对应的延时计数值，也即F-N模型；A为角度与弧度之间转换常系数，B为FPGA系统的输入时钟频率，C是与寄存器位数有关的常数，a_j和b_j由步骤S1和步骤S2中提取得到的f和拟合线段的第j段的系数，F_j-1为第j段频率区间的起始频率，F_j为第j段频率区间的终止频率。

2.根据权利要求1所述的基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法，其特征在于：所述步骤S1中，通过以下方法得到驱动谐振频率f：陀螺仪驱动模态采用锁相环保证其工作在谐振状态，硅微陀螺仪数字测控系统稳定时，将锁相环中压控振荡器的频率通过串口进行采集，得到驱动谐振频率f。

3.根据权利要求1所述的基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过以下方法得到检测模态相位令初始解调相角为零，对检测通道进行同相和正交解调，利用解调出的哥氏信号和正交误差信号来计算检测模态相位表示为：

式(1)中，A_c1为第一次测量的哥氏信号，A_q1为第一次测量的正交误差信号，A_c2为第二次测量的哥氏信号，A_q2为第二次测量的正交误差信号。

4.根据权利要求1所述的基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法，其特征在于：所述步骤S3中，关系模型通过式(2)得到：

式(2)中，f_i-1＜f≤f_i，i＝1,2,3，表示线性分段数；表示驱动谐振频率f对应的检测模态相位a_i和b_i为步骤S3中分段线性拟合的第i段的系数，f_i-1为第i段频率区间的起始频率，f_i为第i段频率区间的终止频率。