基于相位控制的硅微机械陀螺驱动控制技术

作     者：罗兵 王安成 吴美平 

作者机构：国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073 

出 版 物：《自动化学报》 (Acta Automatica Sinica)

年 卷 期：2012年第38卷第2期

页      面：206-212页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA12Z319)资助 

主　　题：硅微陀螺 驱动控制 相位控制 锁相环 

摘      要：全面分析、研究并实现了一种基于相位控制的硅微机械陀螺(Silicon micromechanical gyroscope,SMG)驱动控制技术.分析了硅微陀螺驱动模态的动力学特性,阐述了相位控制方案的基本原理;在此基础上建立了控制环路,采用自激振荡理论分析了其稳定性;建立了环路的相位模型,引入特异因子实现相位控制误差到频率差(工作频率与驱动模态谐振频率之差)的转换;建立了对应于相位控制环路的频率模型,当环路滤波器为一阶模型时,与传递函数为二阶的信号跟踪锁相环(Phase locked loop,PLL)不同,总的闭环模型仅为一阶;最后基于FPGA平台,采用线性鉴相方式设计了数字化相位控制环路,并结合幅值控制实现了双闭环驱动控制电路.测试结果表明,该方案可实现硅微陀螺驱动端的高精度控制.