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公开(公告)号：CN110482479B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN201910642666.X
申请日：2019-07-16
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学太仓长三角研究院
Abstract: 本发明公开了一种针对硅微机械多环谐振陀螺的简化的自适应闭环控制方法，属于微机电系统设计领域。该方法使用一个带有积分器及变带宽高通滤波器的自适应控制单元作为陀螺敏感模态闭环控制器，避免了由于调制解调信号引起的相位误差，消除了由于温度变化而引起陀螺仪固有频率发生变化导致的系统稳定性降低；控制器将敏感模态位移信号转换成与哥氏力反相的反馈信号，通过检测反馈信号的大小确定角速度。同时，反馈力反馈至陀螺敏感模态，抑制由哥氏力和外部激扰力引起的陀螺敏感模态振荡，提高陀螺仪系统的稳定性。
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公开(公告)号：CN113753843A
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202110753958.8
申请日：2021-07-04
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学太仓长三角研究院
IPC: B81B5/00 , G01P15/125
Abstract: 本发明公开了一种高振型稳定性的新型微环形谐振器，属于惯性技术和微机电系统(MEMS)领域。该谐振器由基底层1、器件层2和锚点3构成；所述器件层2由环形谐振子4与包括长梁9、短梁10在内的四组约束梁构成；所述环形谐振子4由4组约束梁分别沿0°、90°、180°、270°方向连接到锚点上，每组梁均沿径线方向与环形谐振子连接；一组约束梁分为轴对称的两支，每支由N支单折叠梁首尾相接构成。本发明使用品质因数和灵敏度较高的圆环作为谐振结构，关键特征在于在其正交方向设置多组约束梁，使谐振器在沿短梁平行方向的刚度远小于其他方向，约束结构沿此方向振动，从而抑制了由加工工艺误差产生的环形质量分布不均所导致的模态振型失稳，显著提高了MEMS环形谐振器模态振型稳定性。
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公开(公告)号：CN107607098B
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN201710964977.9
申请日：2017-10-17
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC: G01C19/04
Abstract: 本发明涉及了一种MEMS旋转调制陀螺芯片制备方法，属于惯性技术和微机电系统(MEMS)领域。该制备过程利用微纳米加工方法将MEMS陀螺和旋转调制平台进行一体化加工，避免了原有旋转调制陀螺体积大、笨重、装配复杂等缺点，该制备方法获得MEMS旋转调制陀螺体积仅为几个立方毫米，具有体积小，免装配以及批量化制造等特点。
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公开(公告)号：CN107607098A
公开(公告)日：2018-01-19
申请号：CN201710964977.9
申请日：2017-10-17
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC: G01C19/04
Abstract: 本发明涉及了一种MEMS旋转调制陀螺芯片制备方法，属于惯性技术和微机电系统(MEMS)领域。该制备过程利用微纳米加工方法将MEMS陀螺和旋转调制平台进行一体化加工，避免了原有旋转调制陀螺体积大、笨重、装配复杂等缺点，该制备方法获得MEMS旋转调制陀螺体积仅为几个立方毫米，具有体积小，免装配以及批量化制造等特点。
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公开(公告)号：CN113753843B
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202110753958.8
申请日：2021-07-04
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学太仓长三角研究院
IPC: B81B5/00 , G01P15/125
Abstract: 本发明公开了一种高振型稳定性的新型微环形谐振器，属于惯性技术和微机电系统(MEMS)领域。该谐振器由基底层1、器件层2和锚点3构成；所述器件层2由环形谐振子4与包括长梁9、短梁10在内的四组约束梁构成；所述环形谐振子4由4组约束梁分别沿0°、90°、180°、270°方向连接到锚点上，每组梁均沿径线方向与环形谐振子连接；一组约束梁分为轴对称的两支，每支由N支单折叠梁首尾相接构成。本发明使用品质因数和灵敏度较高的圆环作为谐振结构，关键特征在于在其正交方向设置多组约束梁，使谐振器在沿短梁平行方向的刚度远小于其他方向，约束结构沿此方向振动，从而抑制了由加工工艺误差产生的环形质量分布不均所导致的模态振型失稳，显著提高了MEMS环形谐振器模态振型稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111024056A
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201911314456.4
申请日：2019-12-19
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学太仓长三角研究院
IPC: G01C19/5684 , G01C19/5776
Abstract: 本发明公开了一种针对高动态输入的MEMS环形谐振陀螺带宽扩展闭环控制方法，属于微机电系统设计领域。该方法过程为：陀螺表头由位移导致的电容量变化经C/V转换后，分别进入带通滤波器2和带阻滤波器，分离出正交信号和同相信号后，正交信号依次经微分器1、高通滤波器1、带通滤波器1以及增益1得到正交反馈电信号，同相信号依次经微分器2、高通滤波器2、带通滤波器3以及增益2得到同相反馈电信号，两路反馈电信号经求和后，经V/F转换后反馈至陀螺表头的敏感模态。该方法极大抑制正交误差和同相误差，同时扩宽陀螺带宽，显著增加了陀螺角速度动态输入范围。此外，双闭环控制电路无需调制解调模块，避免了解调模块存在的相位噪声恶化角速度输出精度。下面结合图和实例对本发明进一步说明。
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公开(公告)号：CN110482479A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910642666.X
申请日：2019-07-16
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学太仓长三角研究院
Abstract: 本发明公开了一种针对硅微机械多环谐振陀螺的简化的自适应闭环控制方法，属于微机电系统设计领域。该方法使用一个带有积分器及变带宽高通滤波器的自适应控制单元作为陀螺敏感模态闭环控制器，避免了由于调制解调信号引起的相位误差，消除了由于温度变化而引起陀螺仪固有频率发生变化导致的系统稳定性降低；控制器将敏感模态位移信号转换成与哥氏力反相的反馈信号，通过检测反馈信号的大小确定角速度。同时，反馈力反馈至陀螺敏感模态，抑制由哥氏力和外部激扰力引起的陀螺敏感模态振荡，提高陀螺仪系统的稳定性。
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公开(公告)号：CN111024056B
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN201911314456.4
申请日：2019-12-19
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学太仓长三角研究院
IPC: G01C19/5684 , G01C19/5776
Abstract: 本发明公开了一种针对高动态输入的MEMS环形谐振陀螺带宽扩展闭环控制方法，属于微机电系统设计领域。该方法过程为：陀螺表头由位移导致的电容量变化经C/V转换后，分别进入带通滤波器2和带阻滤波器，分离出正交信号和同相信号后，正交信号依次经微分器1、高通滤波器1、带通滤波器1以及增益1得到正交反馈电信号，同相信号依次经微分器2、高通滤波器2、带通滤波器3以及增益2得到同相反馈电信号，两路反馈电信号经求和后，经V/F转换后反馈至陀螺表头的敏感模态。该方法极大抑制正交误差和同相误差，同时扩宽陀螺带宽，显著增加了陀螺角速度动态输入范围。此外，双闭环控制电路无需调制解调模块，避免了解调模块存在的相位噪声恶化角速度输出精度。下面结合图和实例对本发明进一步说明。
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公开(公告)号：CN107796383B
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN201710961356.5
申请日：2017-10-17
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC: G01C19/5656
Abstract: 本发明公开了一种芯片级旋转调制式MEMS硅微机械陀螺，属于惯性技术和微机电系统(MEMS)领域。陀螺由用于支撑旋转平台并维持其转动的底座以及SOI硅片构成；所述底座由玻璃片1以及溅射在玻璃片上表面的第一金属电极2、第二金属电极3组成；所述SOI硅片的器件层形成微机械陀螺4，导线组5以及驱动电极6、驱动检测电极7、第一敏感检测电极8、第二敏感检测电极9；基底层形成旋转调制平台。本发明利用同一张SOI圆片的不同层形成一体化的微机械陀螺及其旋转调制平台，极大地降低了旋转调制式陀螺的体积，提高了集成度；相比原有的该类陀螺，体积减小了大约2个数量级，形成了芯片级旋转调制式微机械陀螺。
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公开(公告)号：CN107796383A
公开(公告)日：2018-03-13
申请号：CN201710961356.5
申请日：2017-10-17
Applicant: 西北工业大学 , 西北工业大学深圳研究院
IPC: G01C19/5656
CPC classification number: G01C19/5656
Abstract: 本发明公开了一种芯片级旋转调制式MEMS硅微机械陀螺，属于惯性技术和微机电系统(MEMS)领域。陀螺由用于支撑旋转平台并维持其转动的底座以及SOI硅片构成；所述底座由玻璃片1以及溅射在玻璃片上表面的第一金属电极2、第二金属电极3组成；所述SOI硅片的器件层形成微机械陀螺4，导线组5以及驱动电极6、驱动检测电极7、第一敏感检测电极8、第二敏感检测电极9；基底层形成旋转调制平台。本发明利用同一张SOI圆片的不同层形成一体化的微机械陀螺及其旋转调制平台，极大地降低了旋转调制式陀螺的体积，提高了集成度；相比原有的该类陀螺，体积减小了大约2个数量级，形成了芯片级旋转调制式微机械陀螺。
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