用于數(shù)字陀螺系統(tǒng)中驅(qū)動環(huán)路電路設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)階段的導(dǎo)航系統(tǒng)以衛(wèi)星導(dǎo)航為主體，但衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的固有缺陷和易受人為干擾等缺點(diǎn)已不能滿足日益增長的對導(dǎo)航系統(tǒng)精度、可靠性等方面的要求，因此需要高性能的自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)來補(bǔ)充甚至在某些領(lǐng)域取代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。以陀螺和加速度計為主體的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是補(bǔ)充甚至取代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的絕佳選擇。
　　隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)械陀螺已經(jīng)成為陀螺技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。目前國外公司已經(jīng)成功完成了陀螺的產(chǎn)品化，并把持著世界陀螺市場，而國內(nèi)鮮少有能與之比肩

2、的陀螺產(chǎn)品。當(dāng)前國內(nèi)的一些高校和科研機(jī)構(gòu)在陀螺結(jié)構(gòu)和模擬外圍接口電路的研究方面已經(jīng)取得了優(yōu)異的成果，但是模擬的陀螺接口電路具有模擬電路固有的附加噪聲、溫度漂移和難自檢測、難自校準(zhǔn)等缺點(diǎn)。使用數(shù)字電路可以解決上述的問題。因此開展陀螺接口電路數(shù)字化的工作是十分必要的。
　　由于驅(qū)動電路的ASIC實現(xiàn)周期較長，本課題設(shè)計了一種基于單片機(jī)的微機(jī)械硅陀螺的數(shù)字化驅(qū)動電路作為驅(qū)動電路設(shè)計方案可行性的驗證，用于確保驅(qū)動電路ASIC實現(xiàn)的成功率。

3、本文所設(shè)計的電路包括相位控制和幅值控制兩個回路，相位控制回路用于跟蹤、控制陀螺驅(qū)動信號和電荷放大器輸出信號之間的相位，使陀螺驅(qū)動頻率跟蹤其驅(qū)動模態(tài)的固有頻率，從而在檢測方向獲得最大的靈敏度；幅值控制回路用于控制驅(qū)動環(huán)路的振幅，使驅(qū)動環(huán)路保持穩(wěn)定。
　　本文主要設(shè)計驅(qū)動電路中的DDS模塊、相位差計算模塊、信號幅值計算模塊、幅值控制環(huán)路和相位控制環(huán)路的PID模塊，并對上述模塊分別進(jìn)行了simulink建模和仿真。在此基礎(chǔ)上搭配陀螺表頭