MEMS陀螺仪随机漂移误差滤波处理研究

MEMS陀螺仪是一类新型惯性器件,具有体积小、成本低、重量轻、可靠性高等优点,但是精度较低、随机漂移误差比较大.从实际工程应用角度出发,针对MEMS陀螺仪的随机漂移误差,首先进行实时均值滤波处理,然后基于随机序列时序分析法的基本原理,建立MEMS陀螺仪随机漂移误差的一阶AR模型,然后依据kalman滤波算法的马尔科夫特性,提出了对MEMS陀螺仪每次输出进行实时多次滤波处理的新方法.通过对具体测量数据进行处理,MEMS陀螺仪的随机漂移误差减小到原来的百分之二左右.     

一种导航计算机检测设备

本文提出了基于虚拟仪器技术和自动化测试技术相结合的导航计算机检测设备。设备的上位机运行LabVIEW程序产生载体姿态信号,将信号通过RS232传输,最后在基于FPGA的硬件电路上产生与真实陀螺相同的输出信号。被测导航计算机在此输入信号下工作并给出导航计算的输出结果。数据采集由上位机完成,并以此评判导航计算机的状态,完成现场快速测试和故障诊断。本文主要论述上位机的工作,对FPGA的应用也作了简单介绍。     

一种电阻加载的L型谐振器及其在微带均衡器中的应用研究

文章提出了一种薄膜电阻加载的L型谐振器,设计了一种小尺寸的微带均衡器子结构电路,并对薄膜电阻的加载位置进行了研究。分析表明这种电阻加载的L型谐振器不仅能够进行中心频率调节、曲线衰减幅度调节,而且能够对谐振回路的品质因数进行调节,适合在微带均衡器中应用。为微带均衡器的设计提供了一种新的设计途径。     

新型驱动相位控制技术提高硅微机械陀螺仪稳定性的方法

为了增强硅微机械陀螺仪的零偏稳定性,减少其受温度的影响,从数字信号处理的角度提出了一种提高驱动模态驱动相位精确度的方法.通过零偏信号生成的原理,分析出驱动相位的偏差是影响其性能的主要因素.采用基于FPGA数字信号处理实现方式的锁相环闭环控制原理,实现了对驱动相位的精确控制.给出了一种抑制相位误差的解调方法.对比模拟电路,新型数字电路很好地抑制了零偏的漂移,零偏稳定性由60°/h提高到19°/h.新的数字控制方法显著提高了对驱动相位的控制精度,达到了增强零偏稳定性的目的.     

微机械摆在旋转体控制舱中的应用

针对旋转体姿态控制的技术要求,提出了一种新型微机械摆。微机械摆安装在旋转体上,利用旋转体自旋代替传统陀螺由自身结构产生的驱动力,使微机械摆具有陀螺效应,能同时输出偏航、俯仰和自旋角速度,具有3个传统陀螺的功能。飞行试验结果表明,微机械摆用于旋转体控制舱,15 s输出信号测量精度为0.5°。     

微机械电子隧穿陀螺仪研究初步研究􀀁

本文提出了根据微机械振动陀螺仪与电子隧道传感器相结合的设想,介绍了该型陀螺仪的工作原理,推导了陀螺仪的运动方程,从理论上阐述了该设想的可行性,仿真结果表明,该陀螺仪较电容检测陀螺仪,其灵敏度可以得到很大提高。     

谐振式光纤陀螺中偏振波动的影响

谐振式光纤陀螺是基于光学Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。通过对其噪声源的大量研究表明，偏振波动是谐振式光纤陀螺中的主要噪声因素之一。我们主要就偏振波动的产生机理及相应的补偿措施进行了详细分析。     

一种光纤陀螺测试数据采集系统设计

光纤陀螺是基于Sagnac效应的新型全固态光学陀螺,它具有起动时间短、动态范围宽及寿命长等突出优点,目前已成为捷联式惯性导航系统中理想的惯性器件;在光纤陀螺的性能测试中,大多采用RS-232作为通信接口,数据采集速率慢;介绍了一种光纤陀螺测试数据采集方案,给出了采集系统的软硬件设计;系统通过高速A/D转换芯片对陀螺数据进行采集,利用USB总线作为数据传输通信接口,可实现光纤陀螺测试数据的高速率、大吞吐量采集,并可提高光纤陀螺的测试可靠性.     

基于数字调节方法的MEMS陀螺零位补偿技术研究

针对环境温度影响导致MEMS陀螺零位输出变化较大的问题,设计了一种基于数字调节方法的零位补偿电路并提出了一种陀螺零位漂移特性的测试方法。该补偿电路依据陀螺内部温度传感器输出,实时调节补偿电路输出,实现零位补偿。采用全温(-40℃～+60℃)测试方法,研究得到陀螺零位漂移模型,再经过研究零漂值与补偿电路值之间的对应关系,求解出温度与补偿电路之间的数学模型。实验表明,采用该方法使陀螺零位在全温范围内稳定精度提高了一个数量级,证明了提出方法的可行性和有效性。     

MEMS陀螺六阶连续带通多反馈∑△M闭环控制系统

设计了一种用于MEMS陀螺敏感模态的六阶连续带通多反馈∑△M闭环控制系统,以及相应的系统参数多目标优化方法．与以往的低通∑△M闭环控制系统相比,该系统不仅具有更好的噪声整形特征,能较大程度抑制陀螺噪声,而且易于在PCB电路上实现．由于整个闭环系统非常复杂且非线度较高,采用遗传算法对系统参数进行了多目标优化．系统优化之后的仿真结果显示,当输入角速度为200°／8时,在64Hz带宽范围内陀螺信号的信噪比可大于90dB,底噪为-120dBV／／Hz．最后采用常压封装的z轴全对称解耦结构的绝缘体上硅陀螺在PCB电路上进行了系统功能验证,测试结果显示系统具有明显的带通噪声整形特征,陀螺底噪为-100dBV／Hm．