振動環(huán)境下疊加在航姿參考系統(tǒng)（AHRS）加速度計敏感軸上的桿臂效應(yīng)會對加速度計測姿精度造成極大的影響.本文對桿臂效應(yīng)處理算法中的低通濾波法和力學(xué)補償法進行分析.低通濾波法濾除桿臂效應(yīng)會有整流誤差殘存.力學(xué)補償法對桿臂效應(yīng)中向心加速度項的補償受限于陀螺測量精度,對桿臂效應(yīng)中切向加速度項的補償會因為直接對角速度微分求取角加速度造成誤差激劇放大.針對低通濾波法與力學(xué)補償法各自存在的不足,提出一種改進的桿臂效應(yīng)補償方法.對桿臂效應(yīng)中的向心加速度項的補償,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)補償+低通濾波法.對桿臂效應(yīng)中的切向加速度項的補償,提出2種多加速度計構(gòu)型,根據(jù)加速度計構(gòu)型中各加速度計輸出值,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.通過對改進補償方法的理論推導(dǎo)、分析和仿真,并與低通濾波法和力學(xué)補償法相對比,改進補償方法顯著地提高了桿臂效應(yīng)誤差補償精度. 

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

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

坐標系間矢量關(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可見隨著角速度、角加速度以及桿臂長度的增加,桿臂效應(yīng)相應(yīng)增大,加速度計測姿誤差也越大,只有通過對加速度計桿臂效應(yīng)進行有效的補償,才能保證AHRS系統(tǒng)測姿精度.2 現(xiàn)有桿臂效應(yīng)補償方法的不足

利用低通濾波法,桿臂效應(yīng)中的向心加速度項會殘存整流誤差項;再者當角加速度也含有直流分量時,桿臂效應(yīng)中的切向加速度項也會出現(xiàn)低通濾波無法濾除的整流誤差.采用力學(xué)補償法,向心加速度項的求解誤差會受到陀螺測量誤差的影響;而通過角速度微分獲取角加速度,會引起切向加速度項誤差激劇放大.考慮到多加速度計可以直接解析地求解角加速度[17-18],可避免角速度微分計算造成的誤差放大.因此綜合考慮低通濾波法、力學(xué)補償法以及多加速度計解析求解法,提出一種改進的桿臂效應(yīng)補償方法見圖3.對于桿臂效應(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)補償+低通濾波法.對桿臂效應(yīng)中的切向加速度項,通過多加速度計解析求解角加速度.3.1 基于角頻率閾值判決的向心加速度項補償

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3249288