基于模糊控制的MEMS陀螺仪数字驱动闭环设计

提出了基于模糊控制的微机电系统(MEMS)陀螺驱动闭环设计的方法,介绍该方法在MEMS陀螺驱动模态的应用,并在现场可编程门阵列(FPGA)平台上实现。模糊控制属于智能控制的一种,具有很强的鲁棒性、稳定性和非线性系统的控制能力。主要在于基于模糊控制的MEMS陀螺数字驱动闭环的方法,将陀螺驱动信号在FPGA的内部处理。由坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法产生驱动及解调正弦波信号,驱动模态位移信号经过解调和低通滤波后,再由模糊控制对幅值进行恒定控制。实验结果表明:该设计方法能够使MEMS陀螺仪稳定工作在谐振状态下,幅值基本保持恒定,数字驱动闭环的响应信号幅值抖动精度可达到51×10-6。

基于FPGA的谐振陀螺正弦信号检测方法研究

硅微机械陀螺仪的驱动模态采用自激闭环的控制方式,实现陀螺在谐振频率上恒幅振荡。针对陀螺起振后的信号,设计基于CORDIC算法、LMS自适应算法及硬件频率计的正弦信号幅度和频率的检测系统,得到陀螺驱动模态振动幅值。实验表明:驱动响应信号的频率检测精度为0.5×10^-6,幅度检测精度为2×10^-6,振动幅值基本维持在0.800 V不变,证明了该检测系统的实用性。