本文關(guān)鍵詞：基于MEMS器件的低成本姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來,隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS,Micro Electrical Mechanical System)的快速發(fā)展,基于MEMS的慣性器件正在被廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。本課題研究基于MEMS器件的低成本姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。MEMS數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集了角速度數(shù)據(jù),角速度數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元后按照陀螺儀誤差模型進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償后可以獲得更精確的角速度數(shù)據(jù),然后數(shù)據(jù)進(jìn)入姿態(tài)測(cè)量模型中進(jìn)行姿態(tài)解算,通過姿態(tài)測(cè)量試驗(yàn)優(yōu)化姿態(tài)測(cè)量模型,通過算法實(shí)時(shí)優(yōu)化姿態(tài)測(cè)量模型,最后解算完成后輸出航向角、俯仰角、橫滾角等姿態(tài)信息。本文主要介紹了常見的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),介紹了MEMS技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與應(yīng)用,闡明了課題的研究背景與意義;主要介紹了基于MEMS陀螺儀的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的基本原理,包括陀螺儀的基本工作原理,振動(dòng)式MEMS陀螺儀的工作原理;列舉了常用的MEMS陀螺儀的性能指標(biāo),并且介紹了本文所采用的ADXRS620的工作特性,從而提出本姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的總體技術(shù)路線。本文還介紹了MEMS陀螺儀誤差補(bǔ)償模型的建立方法。首先列舉了常見的MEMS陀螺儀的誤差來源;詳細(xì)介紹了本文使用的角速度誤差補(bǔ)償模型以及具體的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、檢驗(yàn)、模型建立與參數(shù)識(shí)別的過程,從而確定該ARMA(P,Q)誤差補(bǔ)償模型的階次;還介紹了本文所采用的自適應(yīng)卡爾曼濾波融合算法的原理與方法,并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn);之后給出了姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以及整體軟件流程圖。論文還對(duì)該姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)性能試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn),分析對(duì)比數(shù)據(jù)從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性與可靠性。擬開發(fā)的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量精度與可靠性上完全能夠滿足導(dǎo)彈、無人機(jī)等系統(tǒng)對(duì)MEMS姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的精度與可靠性要求。
【學(xué)位授予單位】：西京學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH-39;TN966

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5 謝t，

本文編號(hào)：1210425