技术特征：
1.一种谐振式加速度计数字闭环控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：采集加速度计内部的两组电容检测梳齿之间的电容值；步骤二：对采集到的电容值经放大电路放大；并将放大后的电容值信号经过ad转换为电容值数字信号后输入fpga模块；步骤三：fpga模块对输入的电容值数字信号进行降噪处理；步骤四：对降噪后的电容值数字信号进行卡尔曼滤波，以预测fpga模块处理周期总长之后的电容值理论相位；步骤五：fpga模块将电容值理论相位滞后90度作为激励信号相位，并计算此时激励信号相位对应的激励信号幅值；步骤六：将激励信号幅值经过da转换为模拟激励信号输出；步骤七：将模拟激励信号经过输出整形后用于驱动两组电容驱动梳齿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，采集到的的电容值为微弱小信号,所述放大电路将其放大为大信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，降噪处理包括：对输入的电容值数字信号进行小波阈值去噪声滤波。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所小波阈值去噪声滤波包括：对输入的电容值数字信号进行第一次小波阈值去噪声滤波，去掉加性噪声；对去掉加性噪声后的电容值数字信号进行求对数运算后进行第二次小波阈值去噪声滤波，去掉乘性噪声，然后对去掉乘性噪声后的电容值数字信号进行指数运算复原。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述fpga模块还提取降噪后的电容值数字信号频率，并对该降噪后的频率数据进行温度补偿后作为加速度计测量加速度值输出。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤七中，所述输出整形为将da转换后的模拟激励信号降低至电容驱动梳齿所需的激励信号幅值范围内。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：对fpga晶振信号经数字锁相环锁定上升沿及下降沿，用作fpga内部的时钟信号。8.一种谐振式加速度计数字闭环控制系统，所述系统用于实施权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述系统包括依次相连的：电容检测电路、放大电路、ad转换电路、fpga模块、da转换电路、输出整形电路和电容激励电路；所述电容检测电路用于采集加速度计内部的两组电容检测梳齿之间的电容值；所述放大电路用于对采集的电容值信号进行放大；所述ad转换电路用于将放大后的信号转换为数字信号后传输至fpga模块；所述fpga模块用于对输入的电容值数字信号进行降噪处理，并对降噪后的电容值数字信号进行卡尔曼滤波，以预测fpga模块处理周期总长之后的电容值理论相位；之后将电容值理论相位滞后90度作为激励信号相位，并计算此时激励信号相位对应的激励信号幅值后输出；所述da转换模块用于将激励信号幅值转换为模拟信号，所述输出整形电路用于将da转换后的模拟激励信号幅值降低至电容激励电路所需的输入信号幅值范围内；所述电容激励电路用于将降低幅值之后的激励信号幅值输出至两组电容驱动梳齿以驱动电容驱动梳齿运动。
技术总结
本发明公开一种谐振式加速度计的数字闭环控制方法，包括：步骤一:采集加速度计内部的两组电容检测梳齿之间的电容值；步骤二：对采集到的电容值进行放大；并将放大后的电容值信号经过AD转换为电容值数字信号后输入FPGA模块；步骤三：FPGA模块对输入的电容值数字信号进行降噪处理；步骤四：对降噪后的电容值数字信号进行卡尔曼滤波，以预测FPGA模块处理周期总长之后的电容值理论相位；步骤五：FPGA模块将电容值理论相位滞后90度作为激励信号相位，并计算此时激励信号相位对应的激励信号幅值；步骤六：将激励信号幅值经过DA转换为模拟激励信号输出；步骤七：将模拟激励信号经过输出整形后用于驱动两组电容驱动梳齿。形后用于驱动两组电容驱动梳齿。形后用于驱动两组电容驱动梳齿。
技术研发人员：段嘉晟 张博文 魏渊 张习文 梁璞 孙斌 杨夏颖
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/3/3