相位误差对MEMS陀螺检测的影响分析及校正

为提升MEMS陀螺的整体检测性能,对解调参考信号的相位误差对MEMS陀螺检测的影响进行了分析,提出了基于矢量内积鉴相器的相位校正方法.首先从原理上分析了相位误差对解调结果的影响,然后建立了开环解调、静电力反馈正交误差消除加开环解调、静电力反馈正交误差消除加闭环解调3种典型MEMS陀螺检测电路的仿真模型,对解调参考信号存在相位误差的情况进行了仿真。仿真结果表明:不同解调方式中,相位误差对角速度和正交误差的解调影响基本一致,对陀螺的动态范围影响各不相同.同等输入条件下,解调参考信号的相位误差越大,角速度和正交误差的解调结果与真实值的偏差就越大,有必要进行相位校正以消除其影响。 在此基础上,首次将矢量内积鉴相法引入了MEMS陀螺检测电路中,提出了一种可以适用于3种情况的相位校正方法,并进行了仿真。仿真显示,该方法可以消除相位误差,校正正交误差系数和角速度解调误差,提升静电力反馈正交误差消除加开环解调电路的动态范围,且不会影响MEMS陀螺的启动时间,具备良好的通用性。     

航姿参考系统中一种自适应卡尔曼滤波算法

在航姿参考系统测量载体姿态的过程中,由于观测噪声不确定,严重影响了常规卡尔曼滤波结果的精度.另外,当系统受到干扰而使观测噪声突然改变时,甚至会导致滤波发散.提出一种航姿参考系统自适应卡尔曼滤波算法,能够根据观测数据来自适应调整观测噪声,从而提高卡尔曼滤波精度,改善系统的鲁棒性.仿真表明,当观测噪声时变时,常规卡尔曼滤波结果明显发散,而新自适应卡尔曼滤波结果收敛良好,在系统计算复杂度没有明显增加的前提下,系统的稳定性得到了明显提高.     

二维非递归的低成本FIR滤波器设计方法

为降低有限冲激响应(Finite impulse response, FIR)数字滤波器的成本,提升可综合性,提出了一种基于系数矩阵的二维非递归优化算法,并进行了仿真.首先,对现有的数字滤波器优化算法进行了调研,比较了各优化算法的优势和不足;然后,对现有的一维非递归算法进行优化,提取一维非递归算法优化后的冗余项,得到了二维非递归优化算法,并分析了算法的复杂度;最后,生成多组滤波器分别对本算法与一维非递归算法,以及本算法和现有递归算法进行仿真和对比.仿真结果表明:提出的二维非递归FIR滤波器设计方法充分利用了系数矩阵的冗余信息,保留了现有算法的最小逻辑深度特性,同时可以进一步节省中间加法器个数;相比于现有的一维非递归算法,本算法可节省10.05%(12 bit量化)和7.21%(16 bit量化)的加法器个数;在低阶滤波器的设计中,加法器使用量降低到了传统CSD表示法的30%左右,从逻辑深度和加法器个数两方面都超越了已发表的递归和非递归滤波器设计方法.