為提高捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中速度和位置測(cè)量精度,針對(duì)加速度計(jì)輸出信號(hào)特點(diǎn),提出一種基于積分清零補(bǔ)償?shù)募铀俣扔?jì)信號(hào)數(shù)字化處理方法,首先設(shè)計(jì)了加速度計(jì)輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為速度增量的數(shù)字化電路;其次,建立了積分增量參數(shù)模型,消除了受溫度影響大的RC測(cè)量誤差。同時(shí),采用積分清零補(bǔ)償方法提高了導(dǎo)航速度增量測(cè)量的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。為驗(yàn)證該方法的性能,將信號(hào)處理電路置于某50型激光陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中對(duì)X、Y、Z三軸加速度計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法對(duì)加速度計(jì)信號(hào)處理后1 s的速度增量變化量小于5×10^-5 m/s。

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圖1加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)

加速度輸出的電流信號(hào)經(jīng)精密電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),通過(guò)電路積分器輸出,然后再經(jīng)高精度A/D轉(zhuǎn)換器周期采樣積分器輸出的電壓增量,得到積分器輸出的數(shù)字量。其中硬件部分包含RC積分電路和高精度A/D轉(zhuǎn)換電路,積分電路主要對(duì)輸入的電壓進(jìn)行積分。軟件部分主要是對(duì)A/D采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,對(duì)于....

圖2積分器輸出電壓示意圖

上述該方法中,積分電路在輸出幅度受到運(yùn)算放大器線性工作范圍的限制,如果信號(hào)幅度較大,運(yùn)算放大器容易進(jìn)入非線性區(qū),導(dǎo)致測(cè)量誤差,這將不利于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)量。但是在積分輸出中設(shè)置一個(gè)閾值,這個(gè)閾值范圍內(nèi)運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)。積分電壓在A/D采樣中對(duì)應(yīng)的數(shù)字量超過(guò)規(guī)定閾值時(shí),根據(jù)需....

圖3積分清零補(bǔ)償法流程圖

先在校準(zhǔn)模式下,完成對(duì)參數(shù)Nr的測(cè)量及計(jì)算;然后在實(shí)時(shí)導(dǎo)航模式下,微處理器周期性采樣積分電路的輸出信號(hào),進(jìn)行積分清零補(bǔ)償方法建模。圖3所示為積分清零補(bǔ)償方法的軟件流程圖,將采集的加速度積分信號(hào)送到微處理器中,當(dāng)積分電壓超出閾值情況時(shí),微處理器控制電路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)積分器清零動(dòng)作,同時(shí)微....

圖4實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖4所示,系統(tǒng)采用JN-06型加速度計(jì)為研究對(duì)象,為研究加速度計(jì)在重力輸入和零輸入條件下的加速度計(jì)輸出情況,用本方法設(shè)計(jì)的加速度計(jì)信號(hào)處理電路置于某50型激光陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中。將慣性系統(tǒng)水平置于測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,X、Y軸為重力軸垂直方向,加速度信號(hào)輸入近似為0,Z軸為....

本文編號(hào)：3941228