本文關(guān)鍵詞：基于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的MEMS陀螺儀信號(hào)降噪

  更多相關(guān)文章： MEMS陀螺儀 隨機(jī)漂移噪聲 組合濾波器

【摘要】：隨著微機(jī)電技術(shù)不斷地發(fā)展,捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)快速發(fā)展起來(lái)。做為捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中不可或缺的慣性測(cè)量器件之一,MEMS陀螺儀的輸出信號(hào)精度將直接影響到系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。因此,如何提高M(jìn)EMS陀螺儀的測(cè)量精度一直是慣性導(dǎo)航領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。本文以信號(hào)采集與處理相關(guān)知識(shí)和技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)如何改善慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的MEMS陀螺儀測(cè)量精度進(jìn)行了研究。通過(guò)分析慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和MEMS陀螺儀的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于DSP芯片的陀螺儀信號(hào)采集與處理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分成兩部分：前端為陀螺儀信號(hào)的采集與傳輸系統(tǒng),后端為陀螺儀信號(hào)的降噪處理系統(tǒng),這兩個(gè)子系統(tǒng)之間通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞絺鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)系統(tǒng)的具體要求,給出了相關(guān)的外圍電路原理圖和接口電路設(shè)計(jì)方案,完成了系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計(jì)。建立了陀螺儀漂移誤差的數(shù)學(xué)模型,使用多種算法分別對(duì)陀螺儀輸出信號(hào)中的隨機(jī)漂移噪聲進(jìn)行處理。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)改進(jìn)的第二代小波閾值算法,不需要確定陀螺儀的信號(hào)模型就能夠進(jìn)行較好的降噪,是一種通用的降噪方法。但是在需要精確制導(dǎo)的場(chǎng)合,其降噪精度遠(yuǎn)不如卡爾曼濾波效果好。文章最后設(shè)計(jì)了一個(gè)適用于捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組合濾波器,使用該組合濾波器可以簡(jiǎn)單且有效地解決系統(tǒng)的噪聲問(wèn)題,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：MEMS陀螺儀 隨機(jī)漂移噪聲 組合濾波器
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN96
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 課題的研究背景7-8
• 1.2 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀8-10
• 1.3 MEMS陀螺儀的發(fā)展及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 2 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)15-24
• 2.1 系統(tǒng)工作原理15-18
• 2.1.1 SINS系統(tǒng)的算法流程16-17
• 2.1.2 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)17-18
• 2.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析18-22
• 2.2.1 不同數(shù)學(xué)形式的誤差定義19
• 2.2.2 不同參考坐標(biāo)系下SINS的誤差方程19-22
• 2.3 基于MEMS陀螺的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 MEMS陀螺儀信號(hào)處理總體方案24-42
• 3.1 MEMS陀螺儀的選擇24-25
• 3.2 陀螺儀信號(hào)的誤差分析25-27
• 3.3 信號(hào)處理總體方案設(shè)計(jì)27-28
• 3.4 陀螺儀信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-32
• 3.4.1 陀螺儀信號(hào)調(diào)整28-30
• 3.4.2 陀螺儀信號(hào)傳輸30-31
• 3.4.3 信號(hào)采集系統(tǒng)軟件界面31-32
• 3.5 陀螺儀信號(hào)降噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-40
• 3.5.1 電源電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.5.2 復(fù)位電路和JATG接口電路設(shè)計(jì)36-37
• 3.5.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)37
• 3.5.4 外擴(kuò)RAM與Flash的設(shè)計(jì)37-38
• 3.5.5 串口電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.5.6 D/A電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.5.7 CAN電路設(shè)計(jì)40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 4 MEMS陀螺儀信號(hào)降噪算法研究42-61
• 4.1 陀螺儀信號(hào)數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.2 第二代小波閾值函數(shù)43-48
• 4.2.1 第二代小波變換的構(gòu)建43-44
• 4.2.2 小波閾值的選取44
• 4.2.3 小波閾值函數(shù)的改進(jìn)44-45
• 4.2.4 分解層數(shù)45
• 4.2.5 降噪結(jié)果45-48
• 4.3 前向預(yù)測(cè)FIR濾波器48-50
• 4.4 卡爾曼濾波器50-58
• 4.4.1 Kalman濾波原理50-51
• 4.4.2 陀螺隨機(jī)漂移的平穩(wěn)性檢驗(yàn)51-52
• 4.4.3 陀螺隨機(jī)漂移的正態(tài)性和零均值性檢驗(yàn)52-53
• 4.4.4 經(jīng)典卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)53-57
• 4.4.5 Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波器57-58
• 4.5 組合濾波器設(shè)計(jì)58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 5 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61
• 5.2 工作展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 劉剛,屈梁生;自適應(yīng)閾值選擇和小波消噪方法研究[J];信號(hào)處理;2002年06期

2 李濤,武元新,薛祖瑞,胡小平,吳美平;捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差模型綜述[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2003年04期

3 丁國(guó)強(qiáng);李繼光;周衛(wèi)東;崔光照;;SINS誤差建模方法及其關(guān)系研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 馬燕玲;機(jī)載航電系統(tǒng)導(dǎo)航信息的融合與管理[D];南京航空航天大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：577006