CN111928836A - 一种适用于mems陀螺宽q值变化的系统及锁频启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统及锁频启动方法，MEMS陀螺驱动轴控制回路的PI控制参数K_p、K_I的设置范围为0.1～2，典型值为1；MEMS陀螺上电时，频率控制环路模块与幅度控制环路模块同时工作，且频率控制环路与幅度控制环路之间设置有数据缓存模块、锁频判断模块以及参数调整模块，幅度控制环路模块根据参数调整模块，实时调整幅度控制环路模块输入信号AD_IN2的数值大小。本发明提出的这种方法能够适应MEMS陀螺品质因数Q值在100～30000范围内变化的情况，并能显著的降低锁频启动的时间。

Description

一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统及锁频启动方法

技术领域

本发明涉及一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统及启动锁频方法，当MEMS陀螺的品质因数Q值变化范围较宽时(100～30000)，均能保证MEMS陀螺可靠地启动锁频，属于惯性技术领域。

背景技术

MEMS陀螺的封装除了为陀螺的微机械敏感结构提供必要的机械保护外，通常还会抽真空或充惰性气体密封来保证陀螺性能的稳定。气密封装(陀螺表头内部充1个大气压的惰性气体)是当前比较成熟的MEMS陀螺封装技术。但是气密封装的MEMS陀螺在真空环境下使用(例如宇航应用)，由于其漏率较大，其内部的惰性气体会缓慢泄漏，最终导致MEMS陀螺的某些特性参数发生变化，其中最重要的特性参数为陀螺品质因数即Q值的变化。

Q值表征了MEMS陀螺的选频特性：

其中，W_d为陀螺的谐振频率，ΔB为陀螺的-3dB带宽。

Q值越高，其-3dB频率带宽越窄，线性工作区就越窄，陀螺上电启动时，锁定陀螺驱动轴的谐振频率就越困难。

MEMS陀螺驱动轴谐振频率的锁定是通过陀螺驱动轴的闭环控制回路来实现的。MEMS陀螺的驱动轴闭环控制包括频率环路控制以及幅度环路控制两部分。

传统的MEMS陀螺上电启动时频率控制环路与幅度控制环路同时工作。当陀螺驱动轴的Q值较小(100～1000)时，其-3dB频率带宽较大，线性工作区较宽，原有的启动方法可以满足并保证MEMS陀螺上电启动时可靠地锁频。

当MEMS陀螺驱动轴的品质因数较大时(1000～30000)，其-3dB频率带宽较小，线性工作区较窄，此时，即使调整PI控制参数，也不能满足并保证MEMS陀螺上电时可靠地锁频启动。

面对MEMS陀螺Q值发生较大变化的情况，第一种方法是继续采用频率控制环路与幅度控制环路同时工作的策略，通过调整整个MEMS陀螺控制系统的参数来制定两套MEMS陀螺启动锁频的方案。但每一种方案只能适应一定范围的Q值变化范围，无法做到采用一种方法策略覆盖较宽的Q值变化范围。

第二种方法是采用频率控制环路先工作，当满足一定的判据条件后，再启动幅度控制环路的策略。这种方法的缺点就是大大增加了陀螺启动的时间，启动时间可达25s。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统及锁频启动方法，通过锁频判断模块控制幅度控制环路的输入信号以及调整控制参数的措施，使MEMS陀螺驱动轴的Q值在100～30000的变化范围(即MEMS陀螺表头内部气压从1个大气压强度变为真空状态)时，陀螺均能可靠地启动，同时也解决了启动时间较慢的问题，该方法简单、实用、有效，避免了采用两套启动控制方案来适应MEMS陀螺宽Q值变化的措施，同时也比频率控制环路先工作，幅度控制环路再工作的策略的启动时间要快。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，包括频率控制环路模块、幅度控制环路模块、数据缓存模块、锁频判断模块、参数调整模块、正弦波发生器模块以及MEMS陀螺驱动轴模块；

频率控制环路模块包括乘法器1模块、减法器1模块、低通滤波器1模块以及PI控制器1模块；

幅度控制环路模块包括乘法器2模块、减法器2模块、低通滤波器2模块以及PI控制器2模块；

所述的正弦波发生器模块用于接收输入信号初始激励频率信号f₀、驱动频率信号W₀和驱动幅度信号F₀，并根据接收到的输入信号输出正弦波信号f_d给MEMS陀螺驱动轴模块，当正弦波发生器模块只接收到接收初始激励频率信号f₀时，f_d＝f₀，当正弦波发生器模块接收到驱动频率信号W₀和驱动幅度信号F₀时，f_d＝F₀sin(W₀t)，t为时间；

其中，初始激励频率信号f₀为一设定值：

f₀＝sin(w_nt)

其中，w_n为MEMS陀螺谐振频率W_d附近的频率数值，其选值范围为：

|w_d-w_n|≤200Hz

所述的MEMS陀螺驱动轴模块用于接收正弦波发生器模块输出的正弦波信号f_d，并在接收到的正弦波信号f_d的作用下进行简谐振动，然后输出检测信号AD_IN1给乘法器1模块和参数调整模块；

所述的乘法器1模块用于接收MEMS陀螺驱动轴模块输出的检测信号AD_IN1和频率解调参考信号f₁，并对接收到的检测信号AD_IN1和频率解调参考信号f₁进行乘法运算后输出乘法运算结果L1给低通滤波器1模块；

频率解调参考信号f₁为一设定值；

所述的低通滤波器1模块用于接收乘法器1模块输出的乘法运算结果L1，并对接收到的乘法运算结果L1进行低通滤波处理后输出振动频率信号f_p给减法器1模块和数据缓存模块；

所述的减法器1模块用于接收低通滤波器1输出的振动频率信号f_p和稳频目标W_d，并对接收到的振动频率信号f_p和稳频目标W_d进行减法运算后输出差频信号Δf给PI控制器1模块；

稳频目标W_d为一设定值；

所述的PI控制器1模块用于接收减法器1模块输出的差频信号Δf，并对接收到的差频信号Δf进行比例积分控制后输出驱动频率信号W₀给正弦波发生器模块，进行比例积分控制时使用的比例系数为K_fP，K_fP的取值范围为0.1～2，优选K_fP＝1，使用的积分系数为K_fI，K_fI的取值范围为0.1～2，优选K_fI＝1；

所述的数据缓存模块用于接收低通滤波器1输出的振动频率信号f_p，并以设定的存储周期对接收到的振动频率信号f_p进行缓冲存储，在一个存储周期内，数据缓存模块共存储11个振动频率信号f_p，分别记为f_p1、f_p2、f_p3、f_p4、f_p5、f_p6、f_p7、f_p8、f_p9、f_p10、f_p11，振动频率信号f_p还可以表示为f_pi，i＝1、2、…、11，并将每个存储周期内存储的11个振动频率信号f_p发送给锁频判断模块；

所述的锁频判断模块用于接收每一个存储周期内数据缓存模块发送的11个振动频率信号f_p，并对接收到的11个振动频率信号f_p进行处理和判断，进行处理和判断的具体方法为：

第一步，锁频判断模块将相邻的两个振动频率信号f_pi做差，并取绝对值，得到10组频差信号Δf_pj，j为从1到10的整数值：

Δf_pj＝|f_p(j+1)-f_pj|

第二步，锁频判断模块根据处理得到的10组频差信号Δf_pj，给出判断结论标志Y，并将判断结论标志Y输出给参数调整模块：

所述的参数调整模块用于接收锁频判断模块输出的判断结论标志Y和MEMS陀螺驱动轴模块输出的检测信号AD_IN1，并对接收到的判断结论标志Y和检测信号AD_IN1进行处理后输出信号AD_IN2给乘法器2，进行处理的方法为：

其中，λ为增益因子；

所述的乘法器2模块用于接收参数调整模块输出的信号AD_IN2和幅度解调参考信号f₂，并对接收到的参数调整模块输出的信号AD_IN2和幅度解调参考信号f₂进行乘法运算后输出乘法运算结果L2给低通滤波器2模块；

幅度解调参考信号f₂为一设定值；

所述的低通滤波器2模块用于接收乘法器2模块输出的乘法运算结果L2，并对接收到的乘法运算结果L2进行低通滤波处理后输出振动幅值信号A₀给减法器2模块；

所述的减法器2模块用于接收低通滤波器2输出的振动幅值信号A₀和稳幅目标A_r，并对接收到的振动幅值信号A₀和稳幅目标A_r进行减法运算后输出幅度误差信号A₁给PI控制器2模块；

稳幅目标A_r为一设定值；

所述的PI控制器2模块用于接收减法器2模块输出的幅度误差信号A₁，并对接收到的幅度误差信号A₁进行比例积分控制后输出驱动幅度信号F₀给正弦波发生器模块，进行比例积分控制时使用的比例系数为K_AP，K_AP的取值范围为0.1～2，优选K_AP＝1，使用的积分系数为K_AI，K_AI的取值范围为0.1～2，优选K_AI＝1。

一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化锁频启动的方法，其具体过程如下：

第一步，初始激励频率信号f₀经正弦波发生器模块产生激励信号f_d，施加到MEMS陀螺驱动轴模块，此时f_d信号与f₀完全相同；

第二步，在激励信号f_d的激励作用下，MEMS陀螺驱动轴模块产生检测信号AD_IN1，检测信号AD_IN1同时输出给乘法器1模块以及参数调整模块；

第三步，检测信号AD_IN1与频率解调参考信号f₁在乘法器1模块中完成乘法操作，并将运算结果输出给低通滤波器1模块产生振动频率信号f_p；

第四步，振动频率信号f_p与稳频目标W_d做比较，生成差频信号Δf，再经PI控制器1模块，得到驱动频率信号W₀；

同时，数据缓存模块以设定的存储周期将振动频率信号f_p进行存储；

第五步，锁频判断模块在每一个存储周期内，将数据缓存模块存储的11个振动频率信号f_pi进行处理和判断，并给出判断结论标志Y；

第六步，参数调整模块根据判断结论标志Y，对检测信号AD_IN1进行处理，得到输出信号AD_IN2；

第七步，输出信号AD_IN2与幅度解调参考信号f₂，在乘法器2模块中完成乘法解调并将运算结果输出给低通滤波器2模块，产生振动幅值信号A₀；

第八步，振动幅值信号A₀与预设的稳幅目标值Ar进行比较，得到幅度误差信号A₁，幅度误差信号A₁经过幅度控制环路模块中的PI控制器2模块后，得到驱动幅度信号F₀；

第九步，驱动频率信号W₀以及驱动幅度信号F₀同时输出给正弦波发生器模块，正弦波发生器模块产生激励信号f_d施加到MEMS陀螺驱动轴模块，完成MEMS陀螺的闭环锁频启动。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本发明为适应MEMS陀螺的宽Q值变化，在参数方面只需调整陀螺驱动轴的PI控制参数，相比于传统的调整整个系统控制参数的方式，本发明更加简单、有效；

(2)本发明采用调节幅度控制环路输入信号的方式，在MEMS陀螺上电启动时，频率控制环路与幅度控制环路能够同时工作，大大提高了陀螺启动的快速性。

(3)本发明的锁频启动方法，能够适应更宽陀螺Q值变的化范围(100～30000)，使得气密封装的MEMS陀螺能够更长时间的在真空环境中可靠地启动锁频工作，具有很强的实用价值；

(4)本发明提出的锁频启动方法在FPGA中实现，只需通过软件编码就可实现本发明方法，实施成本较低。

(5)本发明涉及一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统及锁频启动方法，MEMS陀螺驱动轴控制回路的PI控制参数K_p、K_I的设置范围为0.1～2，典型值为1；MEMS陀螺上电时，频率控制环路模块与幅度控制环路模块同时工作，且频率控制环路与幅度控制环路之间设置有数据缓存模块、锁频判断模块以及参数调整模块，幅度控制环路模块根据参数调整模块，实时调整幅度控制环路模块输入信号AD_IN2的数值大小。本发明提出的这种方法能够适应MEMS陀螺品质因数Q值在100～30000范围内变化的情况，并能显著的降低锁频启动的时间。

附图说明

图1为本发明系统组成示意图；

图2为MEMS陀螺驱动轴超调现象示意图；

图3为MEMS陀螺驱动轴未出现超调现象示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，包括频率控制环路模块、幅度控制环路模块、数据缓存模块、锁频判断模块、参数调整模块、正弦波发生器模块以及MEMS陀螺驱动轴模块；

频率控制环路模块包括乘法器1模块、减法器1模块、低通滤波器1模块以及PI控制器1模块；

幅度控制环路模块包括乘法器2模块、减法器2模块、低通滤波器2模块以及PI控制器2模块；

一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的锁频启动方法，本发明方法首先完成PI控制器1模块参数的选取与设置。

PI控制器1模块的数学模型H₁(s)：

其中，k_fp为PI控制器1模块的比例系数，k_fI为PI控制器1模块的积分系数，S为拉普拉斯变换常数；

PI控制器2模块的数学模型H₂(s)为：

其中，k_Ap为PI控制器2模块的比例系数，k_AI为PI控制器2模块的积分系数；

MEMS陀螺上电启动时，陀螺驱动轴频率控制环路模块以及幅度控制环路模块是同时工作的：频率控制环路模块提供频率信息W₀；幅度控制环路模块提供幅度信息F₀。因此，频率控制环路模块以及幅度控制环路模块PI控制器参数的选择，应该避免频率控制环路模块以及幅度控制环路模块同时出现超调现象，如图2所示。

为避免频率控制环路模块以及幅度控制环路模块同时出现超调现象，采用Matlab工具对两个控制环路模块不同的PI控制参数进行仿真，使频率控制环路模块以及幅度控制环路模块不能同时出现超调现象，如图3所示。经过Matlab仿真分析，确定的驱动轴控制回路PI控制器的参数K_fI、K_AI以及K_fP、K_AP的设定值为：

频率控制环路模块PI控制参数设定值：

K_fI、K_fP的设置范围为均为0.1～2，典型值为1；

幅度控制环路模块(2)PI控制参数设定值：

K_AI、K_AP的设置范围为0.1～2，典型值为1。

一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的锁频启动方法，其具体的启动锁频过程如下：

在FPGA中首先预置一个初始激励频率信号f₀：

f₀＝sin(w_nt)

其中，w_n为MEMS陀螺谐振频率W_d附近的频率数值，其选值范围为：

|w_d-w_n|≤200Hz

初始激励频率信号f₀通过正弦波发生器产生激励信号f_d施加到MEMS陀螺的驱动轴，作为初始的驱动轴驱动信号

f_d＝f₀＝sin(w_nt)

在激励信号f_d的激励下，MEMS陀螺驱动轴进行简谐振动并输出一个检测信号AD_IN1，AD_IN1信号的数学表达式如下：

AD_IN1＝Asin(wt+ΔΦ)

其中，A为AD_IN1信号的幅度值，ΔΦ为AD_IN1信号的相位值，t为时间，w为MEMS陀螺驱动轴进行简谐振动的频率；

AD_IN1信号与频率解调参考信号f₁作为频率控制环路模块的输入信号。其中，频率解调参考信号为f₁：

AD_IN1信号与频率解调参考信号f₁在乘法器1模块中完成乘法解调，即AD_IN1信号与f₁信号相乘：

使用低通滤波器1模块滤除式(1)中的2倍频分量，得到振动频率信号f_p：

其中，k₁为经低通滤波器1模块滤波后的比例转换系数；

一方面，振动频率信号f_p与稳频目标W_d做比较，生成差频信号Δf，再经PI控制器1模块得到驱动频率信号W₀。其中，Δf越小，W₀越趋近于MEMS陀螺驱动轴的谐振频率W_d，且当Δf为0时，有如下表达式：

W₀＝W_d

与此同时，数据缓存模块将振动频率信号f_p进行存储，每存储11个振动频率信号f_p，记为一个存储周期，存储周期设定为11μs。存储的11个振动频率信号f_p，分别记为f_pi，其中i为从1到11的整数值。

锁频判断模块在每一个存储周期内，将数据缓存模块中的11个振动频率信号进行处理，具体处理方法为：

Δf_pj＝|f_p(j+1)-f_pj|

其中，j为从1到10的整数值。

锁频判断模块根据处理得到的10组Δf_pj的数值，给出判断结论标志Y，表达式为：

其中，j为从1到10的整数值。Δf_pj的数值是逐渐变小的。

参数调整模块根据锁频判断模块的输出信号Y，进行幅度控制环路模块输入信号AD_IN2的调整：

其中，增益因子λ为1/4，j为从1到10的整数值。

AD_IN2信号与幅度解调参考信号f₂作为幅度控制环路模块的输入信号。其中，幅度解调参考信号为f₂：

f₂＝sin(wt)

AD_IN2信号与幅度解调参考信号f₂在乘法器2模块中完成乘法解调，即AD_IN2信号与f₂信号相乘：

使用低通滤波器2模块滤除式(2)中的2倍频分量，得到振动幅值信号A₀。

振动幅值信号A₀，与预设的稳幅目标值Ar进行比较，得到幅度误差信号A₁：

A₁＝|A_r-A₀|

幅度误差信号A₁经过幅度控制环路模块中的PI控制器2模块后，得到驱动幅度信号F₀。由于AD_IN2数值是阶梯增加的，因此驱动幅度信号F₀也是阶梯增加的，大大缩短了幅度控制环路的稳定时间。

当MEMS陀螺完全锁频启动后，驱动轴控制回路的参数为：

此时，激励信号f_d为：

f_d＝F₀sin(w₀t)

利用本发明的锁频启动方法，验证不同Q值下MEMS陀螺的上电锁频启动情况。经验证，本发明提出的锁频启动方法，能够覆盖到100～30000的Q值变化范围，而且从MEMS陀螺上电启动到闭环稳定工作的时间小于5s。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：该系统包括频率控制环路模块、幅度控制环路模块、数据缓存模块、锁频判断模块、参数调整模块、正弦波发生器模块以及MEMS陀螺驱动轴模块；

频率控制环路模块包括乘法器1模块、减法器1模块、低通滤波器1模块以及PI控制器1模块；

幅度控制环路模块包括乘法器2模块、减法器2模块、低通滤波器2模块以及PI控制器2模块；

所述的正弦波发生器模块用于接收输入信号初始激励频率信号f₀、驱动频率信号W₀和驱动幅度信号F₀，并根据接收到的输入信号输出正弦波信号f_d给MEMS陀螺驱动轴模块；

所述的MEMS陀螺驱动轴模块用于接收正弦波发生器模块输出的正弦波信号f_d，并在接收到的正弦波信号f_d的作用下进行简谐振动，然后输出检测信号AD_IN1给乘法器1模块和参数调整模块；

所述的乘法器1模块用于接收MEMS陀螺驱动轴模块输出的检测信号AD_IN1和频率解调参考信号f₁，并对接收到的检测信号AD_IN1和频率解调参考信号f₁进行乘法运算后输出乘法运算结果L1给低通滤波器1模块；

所述的低通滤波器1模块用于接收乘法器1模块输出的乘法运算结果L1，并对接收到的乘法运算结果L1进行低通滤波处理后输出振动频率信号f_p给减法器1模块和数据缓存模块；

所述的减法器1模块用于接收低通滤波器1输出的振动频率信号f_p和稳频目标W_d，并对接收到的振动频率信号f_p和稳频目标W_d进行减法运算后输出差频信号Δf给PI控制器1模块；

所述的PI控制器1模块用于接收减法器1模块输出的差频信号Δf，并对接收到的差频信号Δf进行比例积分控制后输出驱动频率信号W₀给正弦波发生器模块；

所述的数据缓存模块用于接收低通滤波器1输出的振动频率信号f_p，并以设定的存储周期对接收到的振动频率信号f_p进行缓冲存储，然后将每个存储周期内存储的振动频率信号f_p发送给锁频判断模块；

所述的锁频判断模块用于接收每一个存储周期内数据缓存模块发送的振动频率信号f_p，并接收到的振动频率信号f_p进行处理和判断，进行处理和判断的具体方法为：

第一步，锁频判断模块将相邻的两个振动频率信号f_pi做差，并取绝对值，得到频差信号Δf_pj；

第二步，锁频判断模块根据处理得到的频差信号Δf_pj，给出判断结论标志Y，并将判断结论标志Y输出给参数调整模块：

所述的参数调整模块用于接收锁频判断模块输出的判断结论标志Y和MEMS陀螺驱动轴模块输出的检测信号AD_IN1，并对接收到的判断结论标志Y和检测信号AD_IN1进行处理后输出信号AD_IN2给乘法器2模块；

所述的乘法器2模块用于接收参数调整模块输出的信号AD_IN2和幅度解调参考信号f₂，并对接收到的参数调整模块输出的信号AD_IN2和幅度解调参考信号f₂进行乘法运算后输出乘法运算结果L2给低通滤波器2模块；

所述的低通滤波器2模块用于接收乘法器2模块输出的乘法运算结果L2，并对接收到的乘法运算结果L2进行低通滤波处理后输出振动幅值信号A₀给减法器2模块；

所述的减法器2模块用于接收低通滤波器2输出的振动幅值信号A₀和稳幅目标A_r，并对接收到的振动幅值信号A₀和稳幅目标A_r进行减法运算后输出幅度误差信号A₁给PI控制器2模块；

所述的PI控制器2模块用于接收减法器2模块输出的幅度误差信号A₁，并对接收到的幅度误差信号A₁进行比例积分控制后输出驱动幅度信号F₀给正弦波发生器模块。

2.根据权利要求1所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：

当正弦波发生器模块只接收到接收初始激励频率信号f₀时，f_d＝f₀；

当正弦波发生器模块接收到驱动频率信号W₀和驱动幅度信号F₀时，f_d＝F₀*sin(W₀*t)，t为时间；

其中，初始激励频率信号f₀的表达式为：

f₀＝sin(w_nt)

其中，w_n为MEMS陀螺谐振频率W_d附近的频率数值，其选值范围为：

|w_d-w_n|≤200Hz。

3.根据权利要求1所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：

所述的PI控制器1模块进行比例积分控制时使用的比例系数为K_fP，K_fP的取值范围为0.1～2，使用的积分系数为K_fI，K_fI的取值范围为0.1～2。

4.根据权利要求3所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：所述的PI控制器1模块进行比例积分控制时使用的比例系数K_fP＝1，使用的积分系数K_fI＝1。

5.根据权利要求1所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：

所述的数据缓存模块在一个存储周期内，数据缓存模块共存储11个振动频率信号f_p，分别记为f_p1、f_p2、f_p3、f_p4、f_p5、f_p6、f_p7、f_p8、f_p9、f_p10、f_p11，振动频率信号f_p表示为f_pi，i＝1、2、…、11，并将每个存储周期内存储的11个振动频率信号f_p发送给锁频判断模块；

所述的锁频判断模块用于接收每一个存储周期内数据缓存模块发送的11个振动频率信号f_p，并接收到的11个振动频率信号f_p进行处理和判断。

6.根据权利要求5所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：锁频判断模块对接收到的11个振动频率信号f_p进行处理和判断的方法为：

第一步，锁频判断模块将相邻的两个振动频率信号f_pi做差，并取绝对值，得到10组频差信号Δf_pj，j为从1到10的整数值：

Δf_pj＝|f_p(j+1)-f_pj|

第二步，锁频判断模块根据处理得到的10组频差信号Δf_pj，给出判断结论标志Y，并将判断结论标志Y输出给参数调整模块：

7.根据权利要求1所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：

所述的参数调整模块对接收到的判断结论标志Y和检测信号AD_IN1进行处理后的方法为：

其中，λ为增益因子。

8.根据权利要求1所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：

所述的PI控制器2模块进行比例积分控制时使用的比例系数为K_AP，K_AP的取值范围为0.1～2，使用的积分系数为K_AI，K_AI的取值范围为0.1～2。

9.根据权利要求8所述的一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的系统，其特征在于：所述的PI控制器2模块进行比例积分控制时使用的比例系数K_AP＝1，使用的积分系数K_AI＝1。

10.一种适用于MEMS陀螺宽Q值变化的锁频启动方法，其特征在于该方法的步骤包括：

第一步，初始激励频率信号f₀经正弦波发生器模块产生激励信号f_d，施加到MEMS陀螺驱动轴模块，此时f_d信号与f₀完全相同；

第二步，在激励信号f_d的激励作用下，MEMS陀螺驱动轴模块产生检测信号AD_IN1，检测信号AD_IN1同时输出给乘法器1模块以及参数调整模块；

第三步，检测信号AD_IN1与频率解调参考信号f₁在乘法器1模块中完成乘法操作，并将运算结果输出给低通滤波器1模块产生振动频率信号f_p；

第四步，振动频率信号f_p与稳频目标W_d做比较，生成差频信号Δf，再经PI控制器1模块，得到驱动频率信号W₀；

同时，数据缓存模块以设定的存储周期将振动频率信号f_p进行存储；

第五步，锁频判断模块在每一个存储周期内，将数据缓存模块存储的11个振动频率信号f_pi进行处理和判断，并给出判断结论标志Y；

第六步，参数调整模块根据判断结论标志Y，对检测信号AD_IN1进行处理，得到输出信号AD_IN2；

第七步，输出信号AD_IN2与幅度解调参考信号f₂，在乘法器2模块中完成乘法解调并将运算结果输出给低通滤波器2模块，产生振动幅值信号A₀；

第八步，振动幅值信号A₀与预设的稳幅目标值Ar进行比较，得到幅度误差信号A₁，幅度误差信号A₁经过幅度控制环路模块中的PI控制器2模块后，得到驱动幅度信号F₀；

第九步，驱动频率信号W₀以及驱动幅度信号F₀同时输出给正弦波发生器模块，正弦波发生器模块产生激励信号f_d施加到MEMS陀螺驱动轴模块，完成MEMS陀螺的闭环锁频启动。

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