CN116772818A - 基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明针对全角模式微半球谐振陀螺因阻尼不对称导致的角度漂移误差，提供一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法及***。在驻波伪进动方式下，当全角模式微半球谐振陀螺正常工作时，对稳定后的能量环路控制变量信号进行解调，通过两路解调信号得到对应的阻尼失配误差参数，利用阻尼失配误差参数构造补偿力实现阻尼失配误差在线实时补偿，消除微半球谐振陀螺的阻尼各向异性的影响，降低速率阈值，减小角度误差，提高全角陀螺仪的角度测量精度。

Description

基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法及***

技术领域

本发明涉及微半球谐振陀螺仪领域，特别是涉及一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法及***。

背景技术

惯性导航***拥有完全独立、不依靠外界信息、不受外界干扰等特点，因此在无人机、无人车自主导航、舰船以及巡航导弹等领域得到了广泛的应用，在国防及国民经济中表现出紧要作用。陀螺仪是惯性导航***的核心器件之一，可用于载体运动的角速度或角度的测量。

微半球谐振陀螺是基于哥氏效应测量载体角速率或角度的惯性传感器件，因其尺寸小、低成本和可批量生产等优点，被广泛应用于惯性导航、机器人和航空航天等领域。微半球谐振陀螺在力平衡模式下，其量程和测量带宽往往无法满足大动态的使用要求，而具有大量程和高带宽的全角模式微半球谐振陀螺已成为目前阶段的重要发展方向。但是，全角模式对微半球谐振子的周向对称性要求较高，这类陀螺的阻尼不对称和刚度不对称，会引入角度误差(漂移)和速率阈值问题，进而影响全角模式微半球谐振陀螺的驻波进动角度的输出精度。微半球谐振子的刚度不对称可以通过频率调谐和正交误差控制进行解决；而微半球谐振子的阻尼不对称会导致全角模式微半球谐振陀螺在较低转速输入情况下产生角度闭锁效应(速率“死区”)，而在高转速输入的情况下依然存在阻尼失配导致的角度漂移误差。为解决阻尼失配导致的速率阈值以及角度漂移问题，本发明提出了一种便于操作且能在线补偿微半球谐振子阻尼失配的方法及***。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法及***，消除全角模式微半球谐振陀螺因阻尼不对称导致的角度漂移误差。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，包括以下步骤：

步骤1、构建微半球谐振陀螺的全角模式运动方程；

步骤2、利用微半球谐振陀螺的全角模式运动方程设计全角模式微半球谐振陀螺的基本控制环路，所述基本控制环路包括能量维持环路、正交抑制环路和频率跟踪环路；所述能量维持环路输出能量控制信号；

步骤3、估算驻波进动角度，通过修正角度函数扩展驻波进动角度的范围；

步骤4、设置初始伪进动作用力，用初始伪进动作用力驱动陀螺驻波伪进动，并在伪进动的基础上叠加外界输入角速度通过哥氏效应引起的驻波进动，建立包含驻波进动角度的驻波进动角度传递方程，计算获取最终的总驻波进动角度；

步骤5、将能量控制信号和总驻波进动角度引入自适应滤波器中在线辨识阻尼失配误差参数；

步骤6、利用阻尼失配误差参数构造阻尼补偿力，在阻尼补偿力基础上叠加初始伪进动作用力构成总作用力；利用总作用力消除陀螺的阻尼失配误差。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤1中，所述微半球谐振陀螺的全角模式运动方程具体为：

式中，τ为谐振子阻尼衰减时间常数，Δ(1/τ)是阻尼失配误差，Δω为谐振子的频率裂解，ω为谐振子的平均谐振频率，θ为驻波进动角度，θ_ω为谐振子频率主轴的方位角，θ_τ为谐振子阻尼主轴的方位角，E为谐振子驻波的振动能量，表示振动能量一阶导数，Q为正交误差信号，/>表示正交误差一阶导数，f_as为能量控制信号，表示将谐振子驻波的能量幅度维持到基准幅度E₀所需的作用力，f_qc为将正交误差Q抑制到零所需的作用力，δφ为相位误差，/>表示相位信号一阶导数，/>表示相位误差一阶导数。

进一步地，步骤2中，所述能量维持环路将谐振子驻波的能量E的幅度维持到基准幅度E₀，所述正交抑制环路将正交误差信号Q实时抑制为0，所述频率跟踪环路将相位误差量δφ抑制为0使谐振子振动始终处于谐振状态。

进一步地，步骤3具体为：利用下式估算出全角模式微半球谐振陀螺的驻波进动角度θ：

式中，S和R为表征进动角度函数的参数信息；

通过以下修正角度函数来扩展驻波进动角度θ的范围：

式中，c_x、s_x、c_y、s_y为x轴方向上的谐振子驻波振动位移和y轴方向上的谐振子驻波振动位移通过同相和正交解调出的四个缓变量信号，具体为，c_x和s_x分别表示x轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量，c_y和s_y分别表示y轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量。

进一步地，步骤4具体为：

设置初始伪进动作用力用初始伪进动作用力/>驱动陀螺驻波伪进动，并在伪进动的基础上叠加外界输入角速度Ω通过哥氏效应引起的驻波进动，用驻波进动角度传递方程表示为：

式中，为振型进动角速度，θ为驻波进动角度，κ为角增益，Ω是外界输入角速度，为初始伪进动作用力；

根据驻波进动角度传递方程计算获取最终的总驻波进动角度θ。

进一步地，步骤5具体为：

步骤5.1、将能量控制信号和总驻波进动角度引入自适应滤波器中，利用自适应滤波器构建阻尼失配误差参数和θ_τ的在线辨识模型：

式中，m₁、m₂和m₃为自适应滤波器权系数，u₁、u₂和u₃为输入变量，i为迭代次数，

步骤5.2、构造辨识模型的权系数向量m＝[m₁ m₂ m₃]^T和输入变量的向量u＝[u₁ u₂u₃]^T，自适应滤波器估计输出量由此得到参数迭代方程：

式中，i是迭代次数；e_fas(i)为估计误差；λ为收敛因子，是自适应滤波器第i次迭代时估计的能量控制信号；f_as(i)是自适应滤波器第i次迭代时输入的能量控制信号，m_n(i)(n＝1,2,3)是自适应滤波器权系数，m_n(i+1)是下一次迭代的自适应滤波器权系数；

步骤5.3、迭代更新参数迭代方程，当趋于0时，则参数迭代方程中的m₁(i)、m₂(i)和m₃(i)均已收敛，此时有：

由上式在线估计出阻尼失配误差参数：

式中，和θ_τ为阻尼失配误差参数，θ_τ为谐振子阻尼主轴的方位角，τ为谐振子阻尼衰减时间常数，ω为谐振子的平均谐振频率，E为谐振子驻波的能量。

进一步地，步骤6具体为：

用阻尼失配误差参数和θ_τ构造阻尼补偿力/>

在阻尼补偿力的基础上叠加初始伪进动作用力/>得总作用力/>

利用总作用力驱动控制陀螺以消除陀螺的阻尼失配误差。

本发明还提出了一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿***，包括微半球谐振陀螺表头、前端C/V转换电路、解调滤波电路、ADC转换电路、DAC转换电路、FPGA数字处理平台以及供电电路；

所述微半球谐振陀螺表头包含x模态对应的正极x+和负极x-及y模态对应的正极y+和负极y-，用于检测两模态的振动位移；

所述FPGA数字处理平台包括能量维持环路、正交抑制环路、频率跟踪环路、调制分解模块、阻尼失配在线补偿模块和椭圆参数计算模块；所述阻尼失配在线补偿模块包括自适应滤波器；

所述能量维持环路将谐振子驻波的能量E的幅度维持到基准幅度E₀，所述正交抑制环路将正交误差信号Q实时抑制为0，所述频率跟踪环路将相位误差量δφ抑制为0使谐振子振动始终处于谐振状态；

所述前端C/V转换电路将由微半球谐振子检测电极拾取到的x模态检测轴和y模态检测轴的两路位移变化信号转化为电压变化信号；

所述解调滤波电路将转换的两路电压信号解调为c_x、s_x、c_y和s_y四种缓变量信号，其中，c_x和s_x分别表示x轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量，c_y和s_y分别表示y轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量；

所述ADC转换电路将前述c_x、s_x、c_y和s_y四种缓变量信号转化为数字信号；

所述椭圆参数计算模块将c_x、s_x、c_y、s_y四种缓变量信号代入椭圆参数方程中，得谐振子驻波的能量E、正交误差信号Q、相位误差信号L和进动角度θ，将谐振子驻波的能量E、正交误差信号Q和相位误差信号L分别引入能量维持环路、正交抑制环路和频率跟踪环路中，分别获取能量控制信号f_as、将正交误差信号Q抑制到零所需的作用力f_qc和谐振子的平均谐振频率ω；

所述阻尼失配在线补偿模块将能量控制信号f_as和总驻波进动角度θ引入到自适应滤波器模块中在线辨识出阻尼失配误差参数和θ_τ，再由阻尼失配误差参数构造阻尼补偿力，在阻尼补偿力基础上叠加初始伪进动作用力/>构成总作用力/>

所述调制分解模块将能量控制信号f_as、将正交误差信号Q抑制到零所需的作用力f_qc和总作用力通过调制和分解分别生成x模态和y模态的驱动信号，再经DAC转换电路后将x模态驱动信号f_x施加到x模态对应的驱动电极上，将y模态驱动信号f_y施加到y模态对应的驱动电极上；所述驱动电极包括x模态对应的正极d_x+和负极d_x-及y模态对应的正极d_y+和负极d_y-；利用交叉刚度调谐电压和频率调谐电压抑制频率裂解以达到与微半球谐振陀螺的频率匹配，并与经DAC转换电路数模转换得到的交流电压进行合成，再经过高压放大电路后直接施加到x模态和y模态的驱动电极上，产生的静电力对微半球谐振陀螺进行驱动控制。

本发明的有益效果是：利用阻尼失配信息构造补偿力实现阻尼失配误差在线实时补偿，消除微半球谐振陀螺的阻尼各向异性的影响，降低速率阈值，减小角度误差，提高全角陀螺仪的角度测量精度。

附图说明

图1为全角陀螺阻尼失配误差在线补偿***结构图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

在一实施例中，本发明提出了一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，该方法包括以下步骤：

步骤1.获取微半球谐振陀螺的全角模式运动方程：利用Lynch提出的“平均法”推导如下式所示的基本运动方程为：

上式中，τ为谐振子阻尼衰减时间常数，Δ(1/τ)是阻尼失配(不对称)误差，Δω为谐振子的频率裂解，ω为谐振子的平均谐振频率，θ为驻波的进动角度，θ_ω为谐振子频率主轴的方位角，θ_τ为谐振子阻尼主轴的方位角，E为谐振子驻波(振型)的振动能量信号，表示振动能量一阶导数，Q为正交误差信号，/>表示正交误差一阶导数，f_as为将幅度E维持到基准E₀所需的作用力，f_qc为将正交误差Q抑制到零所需的作用力，δφ为相位误差，/>表示相位信号一阶导数，/>表示相位误差一阶导数，f_as设置为0。

步骤2.设计全角模式微半球谐振陀螺基本控制环路并估算驻波进动角度：利用所述全角模式基本运动方程，设计出微半球谐振陀螺全角模式功能所需的三个基本控制环路(即能量维持环路、正交抑制环路、频率跟踪环路)。所述能量维持环路是保持谐振子驻波振动的幅度为某固定值，正交抑制环路是将正交误差实时抑制为0，频率跟踪环路使得谐振子振动始终处于谐振状态。当全角微半球谐振陀螺工作在稳定状态时，能量维持环路使得微半球谐振陀螺的能量幅度E维持到E₀、正交抑制环路将正交误差信号Q抑制到0、频率跟踪环路将相位误差量δφ抑制0。通过上述三个基本控制环路，可实现微半球谐振陀螺的全角功能，进而可利用下式估算出全角模式微半球谐振陀螺的进动角度为：

式中，S、R为表征进动角度函数的参数信息，由于tan^-1函数的输出范围是[-π,π]，所以θ的范围是[-π/2,π/2]，它没有覆盖θ的整个[-π,π]范围。因此，在实际中,通过以下修正角度函数来扩展进动角度θ的范围(全角模式微半球谐振陀螺处于稳定状态时，正交误差信号Q被抑制到0)：

式中，c_x、s_x、c_y、s_y为x轴方向上的谐振子驻波振动位移和y轴方向上的谐振子驻波振动位移通过同相和正交解调出的四个缓变量信号，具体为，c_x和s_x分别表示x轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量，c_y和s_y分别表示y轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量。

步骤3.利用作用力f_qs驱动陀螺驻波伪进动：设置初始伪进动作用力用初始伪进动作用力/>使得谐振子的振型(驻波)进行伪(虚拟)进动，并叠加外界角速度通过哥氏效应引起的驻波进动(真进动或物理进动)，用驻波进动角度传递方程表示为：

式中，为振型进动角速度，θ为驻波进动角度，κ为角增益，Ω是外界输入角速度，是设置驻波伪进动初始速度所需作用力(在常规全角模式下，由于全角模式下允许谐振子自由进动，故而设置f_qs＝0；这里为使谐振子驻波进动走出速率死区(阈值)而设置成初始作用力/>)。

根据驻波进动角度传递方程计算获取最终的总驻波进动角度θ。

真实的进动角度可通过最终驻波进动角度祛除伪进动角度而获得。驻波伪进动方式一方面可以使得谐振子驻波走出因阻尼失配误差导致的速率死区，另一方面可在无速率转台情况下依然可以使得驻波进动，为自适应滤波辨识参数提供条件。

步骤4.在线辨识阻尼失配误差参数：根据能量控制方程可知，当谐振子驻波的能量E在控制器作用下维持为恒定值E₀后，应有则应有：

则可利用自适应滤波方法从上式能量环路的控制变量f_as中在线辨识(解调)出阻尼失配误差参数信息和θ_τ。

具体在线辨识阻尼失配信息的实施步骤为：

(1)构建自适应滤波在线辨识模型：当通过作用力f_qs使得全角微半球谐振陀螺驻波伪进动时，利用自适应滤波器构建和θ_τ的在线辨识模型如下：

式中，m₁、m₂、m₃为辨识模型的权系数(待估计参数)，u₁、u₂、u₃为输入变量。

(2)构造参数迭代方程：

可构造向量m＝[m₁ m₂ m₃]^T，u＝[u₁ u₂ u₃]^T，则应有由此可得：

式中，i是迭代次数；为估计误差；λ为收敛因子(更新步长)；/>是自适应滤波器第i次迭代时估计的能量控制信号；f_as(i)是自适应滤波器第i次迭代时输入的能量控制信号，m_n(i)(n＝1,2,3)是自适应滤波器权系数；m_n(i+1)是下一次迭代的自适应滤波器权系数。

(3)在线估计出阻尼失配参数

当趋于0时，则上式迭代方程中的m₁(i)、m₂(i)和m₃(i)均可认为已收敛，此时应有：

由上式可在线估计出阻尼失配信息：

步骤5.构建阻尼失配误差补偿力：利用上式自适应滤波器在线估计出的阻尼失配参数信息，可进一步构造阻尼补偿力

将构造出的阻尼补偿力代入微半球谐振陀螺驻波进动角度的传递方程中，且全角模式陀螺正常工作时(Q≈0，E＝E₀)，则应有阻尼失配误差补偿后的驻波进动角度传递方程为：

由此根据上述分析，可知经构造的补偿力补偿后，由阻尼失配引入的角度漂移误差可被抑制。

为克服由阻尼失配误差引入的速率“死区”(阈值)效应，可利用步骤3所述的驻波伪进动方式，即施加常值作用力驱使驻波远离速率死区，使得步骤4中所述的在线辨识阻尼失配误差参数模块在低转速条件下能正常工作。在驻波伪进动方式作用下，可知总作用力/>进一步变化为：

式中，为实现驻波伪进动的初始作用力，总作用力/>由伪进动初始作用力与阻尼补偿力项/>共同构成。

将上式由伪进动初始作用力和阻尼补偿力一共构成的总作用力代入陀螺驻波进动角度的传递方程中，则可得包含驻波伪进动的驻波总进动角速度输出为：

式中，为伪(虚拟)旋转导致陀螺驻波进动的初始角速度(常量)，θ_t为由外界输入旋转角速度作用引起的真实驻波进动角度。上式表明，陀螺驻波进动角度θ的变化只与外界输入角速度Ω有关，而不再与阻尼失配参数/>和θ_τ相关，由此说明了通过本方案消除了阻尼失配误差对陀螺驻波进动角度的影响。

此外，真实驻波进动角度(外界输入角速度导致驻波进动的角度)可通过总进动角度减去伪进动角度来获取，即经阻尼失配误差补偿后的真实驻波进动角度：θ_t＝θ-∫Ω_virdt＝θ-θ_vir。

在另一实施例中，本发明提出了一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿***，其结构如图1所示，包括微半球谐振陀螺表头、前端C/V转换电路、解调滤波电路、ADC转换电路、DAC转换电路、FPGA数字处理平台以及供电电路；

所述微半球谐振陀螺表头包含x模态对应的正极x+和负极x-及y模态对应的正极y+和负极y-，用于检测两模态的振动位移；

所述FPGA数字处理平台包括能量维持环路、正交抑制环路、频率跟踪环路、调制分解模块、阻尼失配在线补偿模块和椭圆参数计算模块；所述阻尼失配在线补偿模块包括自适应滤波器；

所述能量维持环路将谐振子驻波的能量E的幅度维持到基准幅度E₀，所述正交抑制环路将正交误差信号Q实时抑制为0，所述频率跟踪环路将相位误差量δφ抑制为0使谐振子振动始终处于谐振状态；

所述前端C/V转换电路将由微半球谐振子检测电极拾取到的x模态检测轴和y模态检测轴的两路位移变化信号转化为电压变化信号；

所述解调滤波电路将转换的两路电压信号解调为c_x、s_x、c_y和s_y四种缓变量信号，其中，c_x和s_x分别表示x轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量，c_y和s_y分别表示y轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量；

所述ADC转换电路将前述c_x、s_x、c_y和s_y四种缓变量信号转化为数字信号；

所述椭圆参数计算模块将c_x、s_x、c_y、s_y四种缓变量信号代入椭圆参数方程中，得谐振子驻波的能量E、正交误差信号Q、相位误差信号L和进动角度θ，将谐振子驻波的能量E、正交误差信号Q和相位误差信号L分别引入能量维持环路、正交抑制环路和频率跟踪环路中，分别获取能量控制信号f_as、将正交误差信号Q抑制到零所需的作用力f_qc和谐振子的平均谐振频率ω；

所述阻尼失配在线补偿模块将能量控制信号f_as和总驻波进动角度θ引入到自适应滤波器模块中在线辨识出阻尼失配误差参数和θ_τ，再由阻尼失配误差参数构造阻尼补偿力，在阻尼补偿力基础上叠加初始伪进动作用力/>构成总作用力/>

所述调制分解模块将能量控制信号f_as、将正交误差信号Q抑制到零所需的作用力f_qc和总作用力通过调制和分解分别生成x模态和y模态的驱动信号，再经DAC转换电路后将x模态驱动信号f_x施加到x模态对应的驱动电极上，将y模态驱动信号f_y施加到y模态对应的驱动电极上；所述驱动电极包括x模态对应的正极d_x+和负极d_x-及y模态对应的正极d_y+和负极d_y-；利用交叉刚度调谐电压和频率调谐电压抑制频率裂解以达到与微半球谐振陀螺的频率匹配，并与经DAC转换电路数模转换得到的交流电压进行合成，再经过高压放大电路后直接施加到x模态和y模态的驱动电极上，产生的静电力对微半球谐振陀螺进行驱动控制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建微半球谐振陀螺的全角模式运动方程；

步骤2、利用微半球谐振陀螺的全角模式运动方程设计全角模式微半球谐振陀螺的基本控制环路，所述基本控制环路包括能量维持环路、正交抑制环路和频率跟踪环路；所述能量维持环路输出能量控制信号；

步骤3、估算驻波进动角度，通过修正角度函数扩展驻波进动角度的范围；

步骤4、设置初始伪进动作用力，用初始伪进动作用力驱动陀螺驻波伪进动，并在伪进动的基础上叠加外界输入角速度通过哥氏效应引起的驻波进动，建立包含驻波进动角度的驻波进动角度传递方程，计算获取最终的总驻波进动角度；

步骤5、将能量控制信号和总驻波进动角度引入自适应滤波器中在线辨识阻尼失配误差参数；

步骤6、利用阻尼失配误差参数构造阻尼补偿力，在阻尼补偿力基础上叠加初始伪进动作用力构成总作用力；利用总作用力消除陀螺的阻尼失配误差。

2.如权利要求1所述的基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，步骤1中，所述微半球谐振陀螺的全角模式运动方程具体为：

式中，τ为谐振子阻尼衰减时间常数，Δ(1/τ)是阻尼失配误差，Δω为谐振子的频率裂解，ω为谐振子的平均谐振频率，θ为驻波进动角度，θ_ω为谐振子频率主轴的方位角，θ_τ为谐振子阻尼主轴的方位角，E为谐振子驻波的振动能量，表示振动能量一阶导数，Q为正交误差信号，/>表示正交误差一阶导数，f_as为能量控制信号，表示将谐振子驻波的能量幅度维持到基准幅度E₀所需的作用力，f_qc为将正交误差Q抑制到零所需的作用力，δφ为相位误差，/>表示相位信号一阶导数，/>表示相位误差一阶导数，f_as设置为0。

3.如权利要求1所述的基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，步骤2中，所述能量维持环路将谐振子驻波的能量E的幅度维持到基准幅度E₀，所述正交抑制环路将正交误差信号Q实时抑制为0，所述频率跟踪环路将相位误差量δφ抑制为0使谐振子振动始终处于谐振状态。

4.如权利要求1所述的基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，步骤3具体为：利用下式估算出全角模式微半球谐振陀螺的驻波进动角度θ：

式中，S和R为表征进动角度函数的参数信息；

通过以下修正角度函数来扩展驻波进动角度θ的范围：

式中，c_x、s_x、c_y、s_y为x轴方向上的谐振子驻波振动位移和y轴方向上的谐振子驻波振动位移通过同相和正交解调出的四个缓变量信号，具体为，c_x和s_x分别表示x轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量，c_y和s_y分别表示y轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量。

5.如权利要求1所述的基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，步骤4具体为：

设置初始伪进动作用力用初始伪进动作用力/>驱动陀螺驻波伪进动，并在伪进动的基础上叠加外界输入角速度Ω通过哥氏效应引起的驻波进动，用驻波进动角度传递方程表示为：

式中，为振型进动角速度，θ为驻波进动角度，κ为角增益，Ω是外界输入角速度，/>为初始伪进动作用力；

根据驻波进动角度传递方程计算获取最终的总驻波进动角度θ。

6.如权利要求1所述的基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，步骤5具体为：

步骤5.1、将能量控制信号和总驻波进动角度引入自适应滤波器中，利用自适应滤波器构建阻尼失配误差参数和θ_τ的在线辨识模型：

式中，m₁、m₂和m₃为自适应滤波器权系数，u₁、u₂和u₃为输入变量，i为迭代次数，

步骤5.2、构造辨识模型的权系数向量m＝[m₁ m₂ m₃]^T和输入变量的向量u＝[u₁ u₂ u₃]^T，自适应滤波器估计输出量由此得到参数迭代方程：

式中，i是迭代次数；为估计误差；λ为收敛因子，/>是自适应滤波器第i次迭代时估计的能量控制信号；f_as(i)是自适应滤波器第i次迭代时输入的能量控制信号，m_n(i)(n＝1,2,3)是自适应滤波器权系数，m_n(i+1)是下一次迭代的自适应滤波器权系数；

步骤5.3、迭代更新参数迭代方程，当趋于0时，则参数迭代方程中的m₁(i)、m₂(i)和m₃(i)均已收敛，此时有：

由上式在线估计出阻尼失配误差参数：

式中，和θ_τ为阻尼失配误差参数，θ_τ为谐振子阻尼主轴的方位角，τ为谐振子阻尼衰减时间常数，ω为谐振子的平均谐振频率，E为谐振子驻波的能量。

7.如权利要求6所述的基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿方法，其特征在于，步骤6具体为：

用阻尼失配误差参数和θ_τ构造阻尼补偿力/>

在阻尼补偿力的基础上叠加初始伪进动作用力/>得总作用力/>

利用总作用力驱动控制陀螺以消除陀螺的阻尼失配误差。

8.一种基于驻波伪进动的全角模式陀螺阻尼失配补偿***，其特征在于，包括微半球谐振陀螺表头、前端C/V转换电路、解调滤波电路、ADC转换电路、DAC转换电路、FPGA数字处理平台以及供电电路；

所述微半球谐振陀螺表头包含x模态对应的正极x+和负极x-及y模态对应的正极y+和负极y-，用于检测两模态的振动位移；

所述FPGA数字处理平台包括能量维持环路、正交抑制环路、频率跟踪环路、调制分解模块、阻尼失配在线补偿模块和椭圆参数计算模块；所述阻尼失配在线补偿模块包括自适应滤波器；

所述能量维持环路将谐振子驻波的能量E的幅度维持到基准幅度E₀，所述正交抑制环路将正交误差信号Q实时抑制为0，所述频率跟踪环路将相位误差量δφ抑制为0使谐振子振动始终处于谐振状态；

所述前端C/V转换电路将由微半球谐振子检测电极拾取到的x模态检测轴和y模态检测轴的两路位移变化信号转化为电压变化信号；

所述解调滤波电路将转换的两路电压信号解调为c_x、s_x、c_y和s_y四种缓变量信号，其中，c_x和s_x分别表示x轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量，c_y和s_y分别表示y轴位移变化信号的余弦分量和正弦分量；

所述ADC转换电路将前述c_x、s_x、c_y和s_y四种缓变量信号转化为数字信号；

所述椭圆参数计算模块将c_x、s_x、c_y、s_y四种缓变量信号代入椭圆参数方程中，得谐振子驻波的能量E、正交误差信号Q、相位误差信号L和进动角度θ，将谐振子驻波的能量E、正交误差信号Q和相位误差信号L分别引入能量维持环路、正交抑制环路和频率跟踪环路中，分别获取能量控制信号f_as、将正交误差信号Q抑制到零所需的作用力f_qc和谐振子的平均谐振频率ω；

所述阻尼失配在线补偿模块将能量控制信号f_as和总驻波进动角度θ引入到自适应滤波器模块中在线辨识出阻尼失配误差参数和θ_τ，再由阻尼失配误差参数构造阻尼补偿力，在阻尼补偿力基础上叠加初始伪进动作用力/>构成总作用力/>

所述调制分解模块将能量控制信号f_as、将正交误差信号Q抑制到零所需的作用力f_qc和总作用力通过调制和分解分别生成x模态和y模态的驱动信号，再经DAC转换电路后将x模态驱动信号f_x施加到x模态对应的驱动电极上，将y模态驱动信号f_y施加到y模态对应的驱动电极上；所述驱动电极包括x模态对应的正极d_x+和负极d_x-及y模态对应的正极d_y+和负极d_y-；利用交叉刚度调谐电压和频率调谐电压抑制频率裂解以达到与微半球谐振陀螺的频率匹配，并与经DAC转换电路数模转换得到的交流电压进行合成，再经过高压放大电路后直接施加到x模态和y模态的驱动电极上，产生的静电力对微半球谐振陀螺进行驱动控制。