[发明专利]基于参数激励的陀螺仪快速起振的方法和装置

权利要求书

1.基于参数激励的陀螺仪快速起振的方法，其特征在于，所述方法包括：

当陀螺仪得电并在驱动信号的作用下处于工作模态时，给所述陀螺仪施加泵浦信号，以使陀螺仪的系统响应幅值的变化速度增大；所述泵浦信号的频率为所述驱动信号的频率的2倍，所述泵浦信号的相位设定为预设的参数放大区间；

当陀螺仪的系统响应幅值在所述驱动信号和所述泵浦信号的作用下增大至预期值时，将所述泵浦信号的相位改变至预设的参数抑制区间，以使陀螺仪的系统响应幅值的变化速度减小，直至陀螺仪的系统响应幅值满足预期条件，停止施加所述泵浦信号；

所述预期值为陀螺仪工作模态的预期振动幅值的倍数，所述倍数在[0,1]之间取值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述预期条件为陀螺仪工作模态的预期振动幅值的预设波动范围。

3.基于参数激励的陀螺仪快速起振的装置，其特征在于，所述装置包括：陀螺仪和控制电路系统；

所述控制电路系统包括：驱动环路和泵浦环路；所述驱动环路包括：锁相模块；所述泵浦环路包括：频率控制模块和相位调制模块；

所述驱动环路用于产生驱动信号，所述锁相模块用于产生驱动信号并获取所述驱动信号的频率输出给所述频率控制模块；所述陀螺仪接收所述驱动信号，并在所述驱动信号的作用下处于工作模态；

所述泵浦环路用于产生泵浦信号，当陀螺仪在驱动信号的作用下处于工作模态时，所述泵浦环路给所述陀螺仪施加泵浦信号；所述频率控制模块用于将所述泵浦信号的频率设定为所述驱动信号的频率的2倍，所述相位调制模块用于将所述泵浦信号的相位设定为预设的参数放大区间；

当陀螺仪的系统响应幅值在所述驱动信号和所述泵浦信号的作用下增大至预期值时，所述相位调制模块改变所述泵浦信号的相位至预设的参数抑制区间，直至陀螺仪的系统响应幅值满足预期条件，所述泵浦环路停止施加所述泵浦信号；所述预期值为陀螺仪工作模态的预期振动幅值的倍数，所述倍数在[0,1]之间取值；

所述陀螺仪包括驱动电极、陀螺仪谐振结构和检测电极；所述陀螺仪用于接收所述驱动信号和所述泵浦信号，并在所述驱动信号和所述泵浦信号的作用下振动工作。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动环路还包括：恒幅控制模块，所述恒幅控制模块用于控制并维持陀螺仪的振动幅值；

所述泵浦环路还包括：幅值控制模块，所述幅值控制模块用于调整所述泵浦信号的幅值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：上位机系统；

所述上位机系统包括：参数控制模块和状态监控模块；

所述参数控制模块包括驱动幅值控制单元、激励频率控制单元、泵浦幅值控制单元和泵浦相位控制单元；所述参数控制模块用于根据初始参数或获取到的所述陀螺仪的工作模态输出控制参数给所述控制电路系统；所述控制参数包括所述驱动幅值控制单元输出给所述恒幅控制模块的驱动幅值控制参数、所述激励频率控制单元输出给所述锁相模块的激励频率控制参数、所述泵浦幅值控制单元输出给所述幅值控制模块的泵浦幅值控制参数和所述泵浦相位控制单元输出给所述相位调制模块的泵浦相位控制参数；

所述状态监控模块包括时域响应单元和频域响应单元；所述状态监控模块用于实时监测所述陀螺仪的工作模态并获取工作模态对应的系统响应幅值，判断所述系统响应幅值是否达到预期值，若否，则所述泵浦相位控制单元输出所述泵浦相位控制参数给所述相位调制模块，所述相位调制模块调整所述泵浦信号的相位，以调节所述系统响应幅值的变化速度，进而使得所述系统响应幅值达到预期值，所述泵浦相位控制参数在所述参数放大区间或所述参数抑制区间内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制电路系统还包括：

调制解调环路，所述调制解调环路包括调制模块和解调模块；

所述调制模块用于接收所述驱动信号和所述泵浦信号并调制后施加在所述驱动电极上，所述解调模块用于接收所述检测电极检测到的所述工作模态并解调后输出给所述状态监控模块。

7.根据权利要求3至6任意一项所述的装置，其特征在于，所述陀螺仪包括：电容式陀螺仪、压电式陀螺仪、电磁式陀螺仪、光学陀螺仪或热力学陀螺仪。