[发明专利]一种时分驱动和正交力反馈闭环的石英陀螺误差抑制方法

权利要求书

1.一种时分驱动和正交力反馈闭环的石英陀螺误差抑制方法，其特征在于：包括石英音叉、驱动模块、检测模块、数字信号处理模块以及正交力反馈闭环模块；

其中，石英音叉为微机械结构装置，其余部分为电路装置；石英音叉，简称音叉包括音叉驱动单元和音叉检测单元两部分，且音叉驱动单元又称为石英音叉驱动端，音叉检测单元又称为石英音叉检测端；音叉驱动单元上设置有驱动电极；音叉检测单元上设置有检测电极，其中，检测电极包括检测电极1和检测电极2；检测电极1用于提取角速度信号，检测电极2用于加载力反馈信号；

其中，驱动模块包括驱动放大器单元、驱动DAC单元以及驱动ADC单元；检测模块包括检测放大器单元、检测ADC单元；正交力反馈闭环模块包括力反馈DAC单元；数字信号处理模块包括数字处理器，内部有驱动软件单元、检测软件单元和力反馈软件单元；其中，驱动软件单元包括驱动正交解调单元、驱动PI闭环控制单元以及驱动时分控制单元；检测软件单元包括检测正交解调单元；力反馈软件单元包括同相力反馈PI闭环控制单元和正交力反馈PI闭环控制单元；

所述石英陀螺装置中各部件的连接关系如下：

数字信号处理模块与驱动模块、检测模块以及正交力反馈闭环模块相连；驱动模块与石英音叉驱动端驱动电极相连；检测模块与石英音叉检测端检测电极1相连；正交力反馈闭环模块与石英音叉检测端检测电极2相连；

所述石英陀螺误差抑制方法，包括如下步骤：

步骤1：驱动软件单元和驱动模块输出时分的正弦驱动激励信号，在相邻时间周期内交替输出正弦驱动激励信号和零电平信号；

步骤2：当驱动激励信号处于无信号的周期时段，检测模块开始进行信号检测，得到检测信号的同相分量和正交分量；

步骤3：建立石英音叉检测端同相信号PI闭环控制和正交信号PI闭环控制，分别生成同相力反馈闭环信号和正交力反馈闭环信号，再经数模转换生成力反馈闭环信号，具体包括如下子步骤：

步骤3.1同相力反馈PI闭环控制单元根据石英音叉检测端的传递函数模型和检测信号的同相分量对同相信号进行PI闭环控制，得到与检测信号同相分量大小相同，正负相反的同相力反馈闭环信号；

步骤3.2正交力反馈PI闭环控制单元根据石英音叉检测端的传递函数模型和检测信号的正交分量对正交信号进行PI闭环控制，得到与检测信号正交分量大小相同，正负相反的正交力反馈闭环信号；

步骤3.3将同相力反馈闭环信号和正交力反馈闭环信号输入到正交力反馈闭环模块中的力反馈DAC单元进行数模转换，得到力反馈信号；

步骤4：将正交力反馈闭环模块中力反馈DAC单元输出的力反馈信号加载到石英音叉检测端检测电极2；对石英音叉检测端进行力反馈闭环控制，使得石英音叉检测端位移为零。

2.根据权利要求1所述的一种时分驱动和正交力反馈闭环的石英陀螺误差抑制方法，其特征在于：依托的石英陀螺装置的驱动模块中的驱动模块中的驱动放大器单元对外连接石英音叉驱动端驱动电极，对内与驱动ADC单元连接，驱动ADC单元对外连接数字信号处理模块；驱动DAC单元与石英音叉驱动端驱动电极和数字信号处理模块相连。

3.根据权利要求2所述的一种时分驱动和正交力反馈闭环的石英陀螺误差抑制方法，其特征在于：依托的石英陀螺装置的检测模块中的检测放大器单元对外连接石英音叉检测端检测电极1，对内与检测ADC单元连接，检测ADC单元对外连接数字信号处理模块。

4.根据权利要求3所述的一种时分驱动和正交力反馈闭环的石英陀螺误差抑制方法，其特征在于：依托的石英陀螺装置的正交力反馈闭环模块中的力反馈DAC单元连接石英音叉检测端检测电极2和数字信号处理模块。