微半球谐振陀螺角速度解算优化与噪声抑制方法研究北大核心CSCD

由于微半球谐振陀螺在常规角度解算方法下角度信号会发生突变,导致角速度信号存在周跳现象,针对这一现象,采用一种基于偏导法的角速度解算方法消除跳点,并通过仿真和实验进行了验证。由于硬件噪声以及差分输出等因素,陀螺输出角速度信号噪声较大,针对这一问题,利用自抗扰控制算法抑制噪声,从理论上分析了降噪算法的可行性,并通过仿真和实验进行了验证。设计相应的测控电路进行性能测试,实验结果显示,使用偏导法进行角速度解算消除了原始信号中的跳点现象,使用自抗扰控制算法明显降低了角速度信号的噪声,改进后的零偏稳定性提高了25.63%,角度随机游走降低了83.89%。     

一种高Q值硅微陀螺谐振频率快速锁定方法

提出了一种高Q值微陀螺快速锁定谐振频率的方法,可以减小其锁相环的调节时间。该方法基于高Q值微陀螺驱动模态受迫响应的瞬态分量包含谐振频率信息且持续时间长的特点,首先简要介绍了高Q值对锁相环锁定过程的影响,重点分析了其对锁频速度的影响;然后通过理论推导以及系统仿真验证了所提方法的可行性和有效性;最后基于FPGA设计了数字驱动电路,并对高Q值陀螺（Q值约为200000）进行驱动模态谐振频率锁定测试。试验结果表明,该方案可以有效控制压控振荡器（VCO）输出信号频率由初始频率迅速跳频至谐振频率附近,并由锁相环迅速锁定。