三軸微機(jī)電陀螺儀微慣性測(cè)量研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展，以MEMS傳感器為核心測(cè)量器件的微機(jī)電陀螺儀也開(kāi)始在慣性導(dǎo)航、汽車(chē)制造、航空航天、工業(yè)控制等領(lǐng)域快速發(fā)展起來(lái)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)陀螺儀都是單軸向的測(cè)量陀螺。而本課題的三軸微機(jī)電陀螺儀則是集成了三個(gè)軸向的MEMS角速率傳感器和加速度計(jì)的微型慣性測(cè)量組件，可以測(cè)量陀螺儀載體在三個(gè)軸向的角速度、角偏差及線(xiàn)加速度。
　　 本文的主要內(nèi)容是在集成了MEMS傳感技術(shù)和微處理器控制技術(shù)的三軸微機(jī)電陀螺儀上實(shí)現(xiàn)陀螺儀載

2、體三個(gè)軸向的角速度、角偏差和線(xiàn)加速度信號(hào)的高精度輸出。主要工作如下：
　　 三軸微機(jī)電陀螺儀的硬件電路設(shè)計(jì)。為抑制外部電源噪聲在開(kāi)關(guān)電源部分做了電源隔離；為抑制通訊總線(xiàn)上引入的外部噪聲做了數(shù)字隔離；為實(shí)現(xiàn)MEMS傳感器的高精度采樣對(duì)傳感器輸出做了RC濾波處理；為抑制外部引入的高頻噪聲設(shè)計(jì)了模擬巴特奧茲低通濾波器。
　　 分析了微機(jī)電陀螺儀的幾個(gè)主要誤差。對(duì)陀螺儀的溫度特性進(jìn)行了分析，用在線(xiàn)實(shí)時(shí)辨識(shí)的方法確定了溫度補(bǔ)償模型

3、參數(shù)后并進(jìn)行補(bǔ)償；對(duì)陀螺儀隨機(jī)誤差建模進(jìn)行了研究：分析陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，運(yùn)用隨機(jī)信號(hào)處理方法和時(shí)間序列分析法建立了AR模型，基于此數(shù)學(xué)模型，利用卡爾曼濾波算法對(duì)隨機(jī)漂移進(jìn)行處理；另外還使用了均值濾波、查表插值等一些簡(jiǎn)易的誤差補(bǔ)償技術(shù)。
　　 三軸微機(jī)電陀螺儀的軟件設(shè)計(jì)以采樣MEMS傳感器信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行誤差補(bǔ)償處理為主要目的。采樣傳感器信號(hào)后，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波、查表插值的處理減少隨機(jī)誤差的常值部分，并利用巴特奧茲濾波器和