基于提升小波的MEMS陀螺去噪方法研究

微机电系统(MEMS)陀螺的随机漂移误差是传感器的主要误差,传统硬、软阈值去噪法在去噪效果和实时性方面存在不足。该文从提升小波变换的基本理论出发,分析了提升小波阈值去噪原理,提出了基于提升小波的改进阈值去噪算法,并结合MEMS陀螺输出数据,并对硬、软阈值去噪法与改进阈值去噪法的仿真实验进行比较分析。仿真结果表明,改进阈值去噪法获得了更高的信噪比83.532 7dB,其去噪效果明显优于硬、软阈值,且运算速度较快,更适合实际运用。

悬臂梁陀螺仪机械性能优化及系统实现

为了提高悬臂梁振动陀螺仪在惯性测量系统中的测量精度,改进了悬臂梁振动陀螺仪的敏感结构,开发了基于该陀螺仪的测量系统,研究了改进悬臂梁陀螺仪的结构特性、温度特性、零位漂移和线性度。首先,根据悬臂梁振动陀螺仪的工作原理分析了影响其测量精度的原因。针对原有悬臂梁振动陀螺仪压电片耦合结构的不足提出了一种新的压电片耦合结构。接着,结合50、60、100mm悬臂梁和ANSYS软件对改进结构进行了建模仿真,证明了新结构的工程可行性。最后,基于改进结构制作了陀螺仪样机,并进行了相关的测试实验。仿真实验和样机实验表明,改进后的陀螺仪灵敏度平均提高了8.73%,25℃时的零位漂移平均下降了30.5%,温度漂移平均降低了10%,证明了新结构陀螺仪在工程应用中的可行性。

压电振动陀螺仪实时小波滤波方法研究

针对压电振动陀螺仪在工程中应用的需求,对压电振动陀螺仪输出信号中的噪声特点进行了分析,提出一种由无限冲击响应数字低通滤波(IIR)和实时小波滤波相结合的实时滤波方法。该小波算法的正逆变换算法的空间复杂度从384降到360,半软阈值算法时间复杂度从4 096降到4 032。应用MATLAB7.1对实验数据和完整算法程序的仿真表明,该方法能实时有效地抑制陀螺仪噪声,提高其输出稳定性,且其完整的滤波算法程序的运行时间明显减少。

基于固态振动陀螺的短期偏置稳定性研究

该文研究了固态振动陀螺的短期稳定性。从固态振动陀螺的动力学方程入手,讨论了影响固态振动陀螺短期偏置稳定性的因素,计算结果显示,暂态解误差是影响陀螺短期偏置稳定性的主要因素,针对暂态解的特点采用低通滤波器进行滤波。仿真结果表明,低通滤波器能有效抑制输出值中的误差信号,并对压电振动陀螺进行滤波实验,实验结果同仿真结果吻合很好,由此可得出该模型的正确性和滤波方案的可行性。

基于数据融合的MEMS陀螺信号处理研究

针对当前MEMS陀螺仪信号为非平稳、非线性、不同步和信号量大的特点,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)信号高速实时处理平台的、并结合多传感器数据融合技术的MEMS陀螺信号处理方案。该方案设计了基于SCC1300MEMS陀螺和DSP的信号采集处理平台,并运用正交基神经网络数据融合算法对采集的陀螺数据进行融合处理。实验结果表明,该方案在保证对陀螺信号进行高速实时采集的基础上,能提高信号处理精度达37.45%。