[发明专利]一种硅微陀螺Sigma Delta检测闭环控制系统结构及参数整定方法

权利要求书

1.一种硅微陀螺Sigma Delta检测闭环控制系统结构的参数整定方法，其中所述硅微陀螺Sigma Delta检测闭环控制系统结构包括顺序级联的表头模块(01)、电学调制器模块(02)、超前滞后补偿器模块(03)和比较器模块(04)，其中：

表头模块(01)把来自比较器模块(04)的脉冲密度调制电压信号转换成力矩信号，再把力矩信号转换成位移信号，最后通过位移-电压转换成电压信号，并输出给电学调制器模块(02)；

电学调制器模块(02)把来自表头模块(01)的电压信号转换成数字电压信号，并输出给超前滞后补偿器模块(03)；

超前滞后补偿器模块(03)对数字电压信号进行超前滞后补偿；

比较器模块(04)，对经过超前滞后补偿后的数字电压信号和阈值电压进行比较，输出脉冲密度调制电压信号，并反馈给表头模块(01)，

所述方法包括如下步骤：

步骤一，确定Sigma Delta调制器的阶数N；

步骤二，令量化噪声传递函数的N个零点中的任意两个零点z_o1，z_o2，等于表头模块离散化后的两个极点；量化噪声传递函数的其它N-2个零点z_o3，z_o4，……，z_oN全部设置在驱动模态谐振频率上；

步骤三，计算量化噪声传递函数的全部极点z_p1，z_p2，……，z_pN；

步骤四，利用根轨迹法确定开环增益G_n，保证系统的稳定性；

步骤五，计算Sigma Delta开环环路传递函数

其中NTF_q为量化噪声传递函数，其零点、极点分别通过步骤二和步骤三计算获得；

步骤六，用为待定系数的Sigma Delta检测闭环控制系统结构的控制参数表征SigmaDelta开环环路传递函数形式H(z；a,b,c,d)＝T_d(z)H_e(z)H_comp(z)，其中T_d(z)为表头模块数字域表达式，H_e(z)为电学调制器模块的传递函数，并令电学调制器模块的阶数为N-2，a,b,c,d为Sigma Delta调制器的待定系数，并令超前滞后补偿器模块的传递函数H_comp(z)＝(z+a)/(z+b)的补偿零点a等于开环环路传递函数H(z)的实零点，补偿极点b等于表头模块数字域表达式T_d(z)的实零点，从而实现补偿极点与表头模块零点的零极点对消；

步骤七，令步骤五计算的传递函数H(z)与步骤六表征的开环环路传递函数H(z；a,b,c,d)相等，利用待定系数法计算Sigma Delta调制器的待定系数a,b,c,d。