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在具备可测量角度功能的扭矩扳手的设计过程中,选用基于微机电系统(MEMS)陀螺仪来完成角度测算功能。随机噪声是影响MEMS陀螺仪精度的重要因素之一,为提高MEMS陀螺仪的测量精度,论文提出了一种改进小波阈值去噪法。该算法兼顾传统小波阈值去噪法中硬、软阈值函数的优点,引入可调节参数增强阈值函数的自适应性,选取了合适的小波基函数,确定最优分解层数。通过Matlab进行仿真,对比改进前后信号的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)数据。实验结果验证了该方法可以削弱传统小波阈值函数带来的信号失真程度和信号振荡程度,提高MEMS陀螺仪输出数据的精度。 相似文献
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阈值去噪与RBF神经网络在MEMS陀螺仪误差补偿中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
针对现有MEMS陀螺仪中随机误差较大,导致器件输出信噪比低进而影响其应用范围的现状,提出一种基于小波阈值去噪与梯度径向基( RBF)神经网络结合的MEMS陀螺漂移非平稳时间序列建模预测方法。首先采用Allan方差法分析了MEMS陀螺仪的主要随机误差,随后利用小波阈值去噪分离出MEMS陀螺误差模型中的白噪声及漂移误差,最后采用RBF神经网络对漂移数据进行建模。通过实验对文中所述的误差补偿方法进行验证,表明了方法的有效性,对于基于MEMS陀螺仪的惯导系统精度提高具有重要意义。 相似文献
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小波理论是一新兴的信号处理理论。它在时间和频率上都有很好的局部性:分析低频信号时,其时间窗很大;分析高频信号时,其时间窗较小。小波理论已成为信号去噪处理中的一种重要的工具。基于传统的阈值去噪方法,在分析研究了它们的优缺点之后.本着改进滤波效果,提高去噪质量的目的,提出了一种改进方法。该改进方法克服了传统阈值去噪方法的缺陷。并适用于进一步的自适应滤渡的需求.仿真实验证实了该改进方法的有效性和优越性。 相似文献
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针对MEMS传感器中存在的误差,采用Allan方差法分析法分析其存在的误差类型,并通过改进小波阈值函数、调整分解尺度观察存在的误差项在去噪前后的变化,探究各误差项与阈值函数、分解尺度之间存在的关系,从而有针对性地对MEMS惯性传感器中存在的特定随机误差进行降噪;结果表明:几类改进阈值函数对角(速)度随机游走的抑制效果与软、硬阈值函数无明显差异,效果并不理想;不同的尺度分解可以去除不同的误差项,从而提高MEMS传感器精度。 相似文献
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为了改进滤波效果。提高去噪质量,在分析目前被广泛应用的软阈值和硬阈值去噪方法的基础上,提出了一种改进方法。小波阈值去噪的关键是阈值函数的构造和阈值的选取,该方法融合了软阈值和硬阈值去噪方法的不同特点,在阈值函数中引入参数,通过调整参数以获得较优的小渡系数的阈值估计,使得改进阈值介于硬阈值与软阈值之间,有效克服了采用硬阈值法去噪效果不佳和软阈值法过度光滑使信号失真的缺点。仿真结果表明:该方法在去噪的同时减少了信息的损失,信噪比、均方根误差等性能指标。较软阈值和硬闽值方法均有明显提高。 相似文献
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低成本MEMS陀螺实时滤波方法 总被引:1,自引:0,他引:1
为找到一种普遍适合低成本MEMS陀螺仪的随机误差实时处理方法,利用Allan方差分析法首先对MEMS陀螺仪进行分析,根据其误差特性进而设计了平均滤波算法以剔除粗大误差,然后使用最小二乘法,通过拟合前一段历史结果得到下一时刻输出的预测值,基于以上工作最终设计出Kalman滤波器对所输出进行滤波。由于将最小二乘法的推测作为预测过程,避免了系统状态模型难以准确建立的问题。该方法动态性能好,具有普适性。实验结果证明,该方法在静态和动态下均能有效工作,滤波后常值漂移被有效补偿,角度随机游走不再占误差的主要成分,均方差小于滤波前的十分之一。 相似文献
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This paper presents an algorithm for controlling vibratory MEMS gyroscopes so that they can directly measure the rotation angle without integration of the angular rate, thus eliminating the accumulation of numerical integration errors incurred in obtaining the angle from the angular rate. The proposed control algorithm consists of a weighted energy control and a mode tuning control. The weighed energy control compensates unequal damping terms and keeps the amplitude of oscillation constant in an inertial frame by maintaining the prescribed total energy. The mode tuning control continuously tunes mismatches in spring stiffness in order to maintain a straight line of oscillation for the proof mass. The simulation results demonstrate the feasibility of the control algorithm and the viability of the concept of using a vibratory gyroscope to directly measure rotation angle. 相似文献
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利用计算机软件对有限元法构建的微机械陀螺仪模型进行分析可以掌握其各种参数。根据静电梳状驱动结构,设计符合性能指标的陀螺仪结构,并利用有限元分析法借助ANSYS软件对陀螺仪进行模态分析,从而得出陀螺仪的驱动模态和敏感模态,为已经设计的结构提供分析和修正的参考,从而提高微机械陀螺仪设计结构的品质因数。 相似文献
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为解决微机电(micro electromechanical system,MEMS)陀螺仪在随机振动力学环境中的动态误差问题,提出一种MEMS陀螺仪动态误差的补偿方法,建立动态误差模型。通过对MEMS陀螺仪动态误差影响因素的分析,在MEMS陀螺仪静态误差模型基础上加入与振动输入相关的误差项,减小由于随机振动引入的误差,提高MEMS陀螺仪在随机振动环境下的测量精度。结合实例,对所提模型进行仿真分析,验证了其可行性和有效性。 相似文献
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This paper presents a MEMS gyroscope control system of using a high-order band-pass continuoustime sigma-delta modulator.Compared with a low-pass discrete-time sigma-delta modulator based solution,the band-pass modulator can considerably decrease the sampling frequency;moreover,the continuous-time architecture has an obvious advantage on PCB prototyping and shorter lead time of the implementation in hardware.System level simulations using MATLAB/Simulink show the proposed sixth order sigma-delta modulator can achieve a high SNR of 100 dB for an angular rate input with an amplitude of 200/s and a frequency of32 Hz.A PCB circuit implementation is simulated using Orcad/PSpice to analyze the stability,and implemented in hardware.Measurement of the power spectral density of the output bitstream reveals a noise floor of90 dBV/Hz1/2.The prototype is tested on a rate table with an angular rate input,verifying that the principle of the approach of using an electro-mechanical band-pass sigma-delta modulator control system for a MEMS gyroscope. 相似文献
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根据一种典型结构的梳状音叉MEMS陀螺的非随机性误差特性,借助ARIMA模型对其进行描述。在ARIMA模型参数估计的过程中,引入虚拟白噪声来补偿参数估计过程中的由于噪声未知而引入的误差,根据样本的自相关函数、偏相关函数,并结合AIC与BIC准则确定模型阶数,利用最大似然估计对模型参数进行估计,在一定近似条件下,得到梳状音叉MEMS陀螺非随机性误差模型的形式。实验结果表明:采用该方法所确定的模型能够精确地描述MEMS陀螺的漂移特性,预测陀螺的输出。 相似文献