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公开(公告)号：CN109084742B
公开(公告)日：2022-04-26
申请号：CN201810618988.6
申请日：2018-06-15
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/5776
Abstract: 本发明针对低品质因数、小频差的硅微机械陀螺仪最优解调相角易受外界温度影响的问题，利用驱动谐振频率与温度之间的线性关系，提出了基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法，并在FPGA中实现了该补偿方法。该方法不需要增加额外的元器件，且便于参数调整。
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公开(公告)号：CN113252943B
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN202110550830.1
申请日：2021-05-19
Applicant: 东南大学
IPC: G01P15/097 , G01P15/125
Abstract: 本发明公开了一种改善硅微谐振式加速度计冲击振动性能方法，包括硅微谐振式加速度计、差分检测梳齿、前端读取电路、阻尼控制电路、信号耦合电路和推挽驱动梳齿。所述方法通过与质量块连接的差分检测梳齿和前端读取电路感知质量块位移量并作用于阻尼控制电路，所产生的控制信号通过信号耦合电路作用于推挽驱动梳齿并对质量块产生静电力作用。本发明利用积分负反馈实现阻尼控制电路在系统带宽范围内幅值随频率线性增长的幅频特性，在高频段构造幅值的衰减特性，可通过调节阻尼控制电路幅频特性转折点抑制电路噪声；通过阻尼控制电路构成负反馈控制等效提高系统阻尼，降低质量块谐振模态的激励响应，改善硅微谐振式加速度计的冲击振动性能。
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公开(公告)号：CN113108812A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110407731.8
申请日：2021-04-15
Applicant: 东南大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明涉及一种基于检测模态驱动频率上下边带功率对称性的MEMS陀螺仪模态匹配算法，该系统包括信号处理模块和控制模块，通过调整陀螺仪检测模态的检测频率实现模态匹配；在陀螺仪正常工作状态下，对检测模态的输出信号进行采样，并将采样信号输入信号处理模块；采样信号经过低通滤波和降采样后，通过上下边带滤波分别得到检测模态中驱动频率两侧信号，比较两信号功率大小；控制模块通过两信号功率差值的正负情况，输出控制信号反馈到陀螺仪检测模态的调谐电极，由此控制检测模态的检测频率。本发明在不影响MEMS陀螺仪正常工作的前提下，实时调整检测频率，实现模态匹配，从而使系统机械灵敏度达到最大。
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公开(公告)号：CN110631570B
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN201910986071.6
申请日：2019-10-17
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种用于提升硅微陀螺仪标度因数温度稳定性的系统和方法，该系统包括驱动闭环回路、检测闭环回路和标度因数温度补偿模块；驱动闭环回路产生硅微陀螺仪的驱动模态谐振频率ωx和ωx的正弦信号sinωxt，并将ωx和sinωxt分别输出至标度因数温度补偿模块和检测闭环回路；检测闭环回路基于sinωxt产生未经标度因数温度补偿的角速度信号，并输入至标度因数温度补偿模块；标度因数温度补偿模块基于ωx对未经标度因数温度补偿的角速度信号进行标度因数温度补偿，并产生经补偿的角速度输出信号；经补偿的角速度输出信号与ωx无关。本发明基于陀螺仪力反馈闭环检测模式实现标度因数温度补偿，能够提升陀螺仪标度因数的温度稳定性。
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公开(公告)号：CN111272193A
公开(公告)日：2020-06-12
申请号：CN202010097994.9
申请日：2020-02-17
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于噪声功率谱估计的MEMS陀螺仪在线频差识别方法，根据检测模态的Q值以及预设的谐振频率，确定陀螺仪谐振子机械热噪声在检测模态输出端的功率谱理论曲线；在陀螺仪正常工作状态下对检测模态进行电压采样和傅里叶变换分析，得到输出端信号的功率谱曲线；将功率谱理论曲线与输出端信号的功率谱曲线进行互相关运算，得到互相关结果曲线，并确定互相关分析结果中两处峰值所对应的滞后量；利用所得滞后值以及已知的陀螺仪驱动模态谐振频率，确定出检测模态的谐振频率；计算得出陀螺仪工作模态的频差。本发明在不影响MEMS陀螺仪正常工作状态的前提下，从谐振子必然存在的机械热噪声中，在线实时提取出模态频率信息，实现模态频差识别。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110018330A
公开(公告)日：2019-07-16
申请号：CN201910011712.6
申请日：2019-01-07
Applicant: 东南大学
IPC: G01P15/097
Abstract: 本发明公开了一种基于调整结构补偿参数的硅微谐振式加速度计温度补偿算法，通过公式推导得到硅微谐振式加速度计接口电路的电容电压增益系数，转化为硅微谐振式加速度计的振幅至输出电压的转化系数，给出电容电压增益系数对温度的敏感度；自动增益控制电路将硅微谐振式加速度计谐振梁的振幅稳定在给定的参考电压驱动下的振幅，当硅微谐振式加速度计接口电路的电容电压增益系数随温度发生变化，当温度发生变化时，外围控制电路对谐振频率会产生影响，得到谐振频率与温度的敏感度；通过适当的设置谐振结构的温度补偿结构参数，达到抑制频率随温度漂移的目标。本发明的温度补偿不需要额外增加传感器，成本低，不引入其他影响量，补偿方法精确可靠。
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公开(公告)号：CN109917154A
公开(公告)日：2019-06-21
申请号：CN201910187145.X
申请日：2019-03-13
Applicant: 东南大学
IPC: G01P21/00
Abstract: 本发明的一种硅微谐振式加速度计带宽测试系统，包括由异或鉴相器、二阶无源超前滞后环路滤波器、压控振荡器组成的锁相环模块、高通滤波器、放大电路、全波整流电路、单片机和显示屏；加速度动态测试的频率调制信号进入异或鉴相器，经过锁相环模块鉴相解调，将环路滤波器的二阶无源超前滞后输出电压经过高通滤波器、放大电路、全波整流电路后单片机对该直流进行AD采样。本发明实现一种电路带宽设计和测试，采用锁相环解调方式，避免使用价格昂贵的高速测频设备，成本低，便于携带，方便现场调试，实现频率输出式传感器的动态特性测试，可从测控电路角度根据应用需要，根据测控电路的幅频特性来优化电路参数，提高谐振式加速度传感器的动态性能。
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公开(公告)号：CN109813927A
公开(公告)日：2019-05-28
申请号：CN201910025354.4
申请日：2019-01-11
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种全对称微机电陀螺仪三轴角速度测量系统，包括陀螺模块和陀螺控制系统；陀螺模块包括多个陀螺，陀螺控制系统按一定时序控制各个陀螺轮流反转工作模态，解算出陀螺的零偏值，并结合时序和零偏值实时校准各个陀螺的输出，给出系统的三轴角速度测量值。本发明采用在线实时校准零偏的方法尽可能地降低了陀螺仪零偏的漂移，提高陀螺系统的性能。与传统标定补偿的方法相比，不受陀螺零偏重复性的限制。本发明采用各个陀螺轮流进行模态反转的方式实现了三轴角速度的测量，相比于双陀螺采用模态反转实现单轴角速度测量的技术，更为高效、经济。
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公开(公告)号：CN109084742A
公开(公告)日：2018-12-25
申请号：CN201810618988.6
申请日：2018-06-15
Applicant: 东南大学
IPC: G01C19/5776
Abstract: 本发明针对低品质因数、小频差的硅微机械陀螺仪最优解调相角易受外界温度影响的问题，利用驱动谐振频率与温度之间的线性关系，提出了基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法，并在FPGA中实现了该补偿方法。该方法不需要增加额外的元器件，且便于参数调整。
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公开(公告)号：CN109029498A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201810617245.7
申请日：2018-06-15
Applicant: 东南大学
IPC: G01C25/00
CPC classification number: G01C25/005
Abstract: 本发明公开了一种用于振环硅微陀螺仪模态互易的数字测控系统，带有基于模态互易的补偿模块，可以减小零偏误差，降低零偏漂移，实现测量控制与补偿的一体化；本发明采用FPGA实现数字测控系统及模态互易技术，可以复用数字测控系统，便于节约资源和数字电路调试；本发明采用RS485串口通信，可与上位机直接进行通信，便于数据采集。
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