[发明专利]半球谐振陀螺误差自激励方法和系统

权利要求书

1.一种半球谐振陀螺误差自激励系统，其特征在于，包括：

谐振子、幅度控制回路、频相跟踪回路、自激励控制模块和力反馈控制回路，其中，

所述谐振子通过驱动电机驱动，以使得所述谐振子起振，并通过所述幅度控制回路控制所述谐振子保持振动，所述频相跟踪回路监测驱动模态振动信号的频率和相位，生成解调参考信号；

在预定时刻添加恒定自激励角速度，通过所述自激励控制模块生成虚拟哥氏电压信号，依据所述虚拟哥氏电压信号生成虚拟哥氏力，并依据所述虚拟哥氏力通过所述力反馈控制回路产生静电反馈力；依据所述静电反馈力，通过正交解调参考信号，解调所述静电反馈力，对所述谐振子的输入角速度进行检测，获得自激励下的陀螺敏感角速度输出，执行速率哥氏振动陀螺误差自激励。

2.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺误差自激励系统，其特征在于，所述半球谐振陀螺误差自激励系统还包括：信号解调模块和拟正交控制回路，其中，

在力平衡模式下，所述信号解调模块生成所述幅度控制回路、所述频相跟踪回路、所述力反馈控制回路和所述拟正交控制回路所需要的控制判断量；

所述频相跟踪回路跟踪x轴信号的频率和相位，产生解调参考信号；所述幅度控制回路控制x轴信号振幅在给定参考振幅的附近区间；所述力反馈控制回路抑制由哥氏效应引起的y轴信号振动幅值；所述拟正交控制回路抑制由频率裂解引起的y轴信号振动幅值；利用自激励控制模块生成的虚拟哥氏力，与静电反馈力、拟正交控制力一同作用于y轴方向。

3.一种半球谐振陀螺误差自激励方法，其特征在于，应用于半球谐振陀螺误差自激励系统，包括：

步骤1，在谐振子起振之后，通过幅度控制回路控制所述谐振子保持振动；

步骤2，在预定时刻添加恒定自激励角速度，通过自激励控制模块生成虚拟哥氏电压信号，依据所述虚拟哥氏电压信号生成虚拟哥氏力，并依据所述虚拟哥氏力通过力反馈控制回路产生静电反馈力；

步骤3，依据所述静电反馈力，通过正交解调参考信号，解调所述静电反馈力，对所述谐振子的输入角速度进行检测，获得自激励下的陀螺敏感角速度输出，执行速率哥氏振动陀螺误差自激励。

4.根据权利要求3所述半球谐振陀螺误差自激励方法，其特征在于，所述在谐振子起振之后，通过幅度控制回路控制所述谐振子保持振动包括：

通过驱动电机驱动所述谐振子，以使得所述谐振子起振，并通过所述幅度控制回路控制所述谐振子保持振动。

5.根据权利要求4所述半球谐振陀螺误差自激励方法，其特征在于，所述通过驱动电机驱动所述谐振子，以使得所述谐振子起振包括：

通过驱动电机驱动所述谐振子，以使得所述谐振子在x轴振动幅值由0逐渐增大至参考幅值的附近区间。

6.根据权利要求4所述半球谐振陀螺误差自激励方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过频相跟踪回路监测驱动模态振动信号的频率和相位，生成解调参考信号。

7.根据权利要求6所述半球谐振陀螺误差自激励方法，其特征在于，所述频率在所述驱动模态信号的固有谐振频率的附近区间。

8.根据权利要求6所述半球谐振陀螺误差自激励方法，其特征在于，所述步骤1的工作模式包括：

半球谐振陀螺工作在无外界角速度输入的开环模式，所述无外界角速度输入的开环模式下驱动/检测模态振动位移的稳态响应为：

其中，x和y分别代表所述半球谐振子0°和45°方向检测到的振动位移信号，Q_x和Q_y为x轴和y轴方向振动的品质因数，ω_x和ω_y为两方向振动角频率，ω_d为所述频相跟踪回路跟踪到的驱动模态振动角频率，所述角频率作为各交变驱动力的角频率使用。