針對(duì)MEMS陀螺精度受隨機(jī)誤差的影響,并隨測(cè)姿積分算法逐漸增長(zhǎng)的問(wèn)題,采用時(shí)間序列分析法對(duì)MEMS陀螺的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí),建立系統(tǒng)的ARMA模型,利用卡爾曼濾波方法對(duì)隨機(jī)誤差進(jìn)行降噪處理,最后對(duì)隨機(jī)誤差降噪技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,降噪后隨機(jī)誤差方差為降噪前的7.17%,由降噪后的MEMS陀螺數(shù)據(jù)計(jì)算得到的姿態(tài)角誤差小于1°,能夠滿(mǎn)足低成本導(dǎo)航系統(tǒng)的需要. 

【文章來(lái)源】：測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,34(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

卡爾曼濾波流程圖

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)卡爾曼濾波器的降噪效果, 利用構(gòu)建的卡爾曼濾波器對(duì)MEMS陀螺的靜態(tài)輸出信號(hào)進(jìn)行降噪處理, 結(jié)果如圖 3 所示. 從中可以看出, 降噪后的角速度波動(dòng)幅值明顯減小, 降噪前的信號(hào)方差為0.023 7, 降噪后的信號(hào)方差為0.001 7, 為降噪前的7.17%, 降噪效果顯著.3 MEMS陀螺隨機(jī)誤差降噪實(shí)驗(yàn)

圖 4～圖 6 是俯仰角為-30°, 滾轉(zhuǎn)角分別為20°, 0°, -20°時(shí)偏航角的誤差校正效果圖. 校正前, 偏航角誤差波動(dòng)比較大, 波動(dòng)幅值最大達(dá)到5°, 并且由于偏航角的計(jì)算存在累積誤差, 偏航角的誤差隨時(shí)間累積逐漸增大; 校正后, 偏航角誤差波動(dòng)明顯減小, 趨于一條直線(xiàn). 偏航角誤差主要體現(xiàn)為累積誤差, 誤差累積速度較慢, 最大累積速率為0.070 3 °/s.圖 5 俯仰角為-30°, 滾轉(zhuǎn)角為0°時(shí)的偏航角誤差

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自適應(yīng)卡爾曼濾波在地磁姿態(tài)檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 龍禮,張合,唐玉發(fā),徐國(guó)泰.  兵工學(xué)報(bào). 2013(09)
[2]MEMS陀螺隨機(jī)誤差建模與補(bǔ)償[J]. 呂印新,肖前貴,楊柳慶.  電子測(cè)量技術(shù). 2012(12)
[3]幾種野值剔除準(zhǔn)則在目標(biāo)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 盧元磊,何佳洲,安瑾,苗高潔.  指揮控制與仿真. 2011(04)
[4]MEMS陀螺隨機(jī)漂移的狀態(tài)空間模型分析及應(yīng)用[J]. 袁贛南,梁海波,何昆鵬,謝燕軍.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(06)
[5]一種單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣導(dǎo)的三位置對(duì)準(zhǔn)方法[J]. 孫楓,曹通.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(04)
[6]MEMS陀螺誤差建模與濾波方法[J]. 蒙濤,王昊,李輝,賀光紅,金仲和.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2009(08)
[7]MEMS-IMU構(gòu)型設(shè)計(jì)及慣性器件安裝誤差標(biāo)定方法[J]. 李榮冰,劉建業(yè),孫永榮.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(05)



本文編號(hào)：3047305