振動(dòng)環(huán)境下疊加在航姿參考系統(tǒng)（AHRS）加速度計(jì)敏感軸上的桿臂效應(yīng)會(huì)對(duì)加速度計(jì)測(cè)姿精度造成極大的影響.本文對(duì)桿臂效應(yīng)處理算法中的低通濾波法和力學(xué)補(bǔ)償法進(jìn)行分析.低通濾波法濾除桿臂效應(yīng)會(huì)有整流誤差殘存.力學(xué)補(bǔ)償法對(duì)桿臂效應(yīng)中向心加速度項(xiàng)的補(bǔ)償受限于陀螺測(cè)量精度,對(duì)桿臂效應(yīng)中切向加速度項(xiàng)的補(bǔ)償會(huì)因?yàn)橹苯訉?duì)角速度微分求取角加速度造成誤差激劇放大.針對(duì)低通濾波法與力學(xué)補(bǔ)償法各自存在的不足,提出一種改進(jìn)的桿臂效應(yīng)補(bǔ)償方法.對(duì)桿臂效應(yīng)中的向心加速度項(xiàng)的補(bǔ)償,設(shè)定角頻率閾值作為判定值.在低于給定角頻率閾值工況下采用低通濾波法,而在高于給定角頻率閾值工況下采用力學(xué)補(bǔ)償+低通濾波法.對(duì)桿臂效應(yīng)中的切向加速度項(xiàng)的補(bǔ)償,提出2種多加速度計(jì)構(gòu)型,根據(jù)加速度計(jì)構(gòu)型中各加速度計(jì)輸出值,構(gòu)造解析公式求解角加速度,避免直接微分法造成的誤差放大.通過(guò)對(duì)改進(jìn)補(bǔ)償方法的理論推導(dǎo)、分析和仿真,并與低通濾波法和力學(xué)補(bǔ)償法相對(duì)比,改進(jìn)補(bǔ)償方法顯著地提高了桿臂效應(yīng)誤差補(bǔ)償精度. 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,52(05)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

坐標(biāo)系間矢量關(guān)系

圖2中,Δγ1為向心加速度造成的姿態(tài)誤差;Δγ2為切向加速度造成的姿態(tài)誤差.由圖2可見(jiàn)隨著角速度、角加速度以及桿臂長(zhǎng)度的增加,桿臂效應(yīng)相應(yīng)增大,加速度計(jì)測(cè)姿誤差也越大,只有通過(guò)對(duì)加速度計(jì)桿臂效應(yīng)進(jìn)行有效的補(bǔ)償,才能保證AHRS系統(tǒng)測(cè)姿精度.2 現(xiàn)有桿臂效應(yīng)補(bǔ)償方法的不足

利用低通濾波法,桿臂效應(yīng)中的向心加速度項(xiàng)會(huì)殘存整流誤差項(xiàng);再者當(dāng)角加速度也含有直流分量時(shí),桿臂效應(yīng)中的切向加速度項(xiàng)也會(huì)出現(xiàn)低通濾波無(wú)法濾除的整流誤差.采用力學(xué)補(bǔ)償法,向心加速度項(xiàng)的求解誤差會(huì)受到陀螺測(cè)量誤差的影響;而通過(guò)角速度微分獲取角加速度,會(huì)引起切向加速度項(xiàng)誤差激劇放大.考慮到多加速度計(jì)可以直接解析地求解角加速度[17-18],可避免角速度微分計(jì)算造成的誤差放大.因此綜合考慮低通濾波法、力學(xué)補(bǔ)償法以及多加速度計(jì)解析求解法,提出一種改進(jìn)的桿臂效應(yīng)補(bǔ)償方法見(jiàn)圖3.對(duì)于桿臂效應(yīng)中的向心加速度,在低于給定角頻率閾值工況下采用低通濾波法,在高于給定角頻率閾值工況下采用力學(xué)補(bǔ)償+低通濾波法.對(duì)桿臂效應(yīng)中的切向加速度項(xiàng),通過(guò)多加速度計(jì)解析求解角加速度.3.1 基于角頻率閾值判決的向心加速度項(xiàng)補(bǔ)償

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3249288