关于陀螺信号处理中小波基选取的研究

在建立陀螺漂移的数学模型的基础上,使用不同的小波基对陀螺输出信号进行多尺度小波分解,去除由噪声产生的小波系数,从而达到消除噪声的目的。从不同小波基的滤波效果来看,双正交样条小波Bior1.5具有较好的去噪效果,从而也验证了小波对称性在陀螺信号去噪中的重要性。

基于TMS320F2812的陀螺信号实时采集处理系统

目前MEMS陀螺的精度还不是很高,为了降低MEMS陀螺的噪声,改善非线性性能,提高其精度,提出了采用TI公司新一代的数字信号处理器TMS320F2812和DSP/BIOS实时操作系统的MEMS陀螺信号实时采集与处理系统,对陀螺信号进行降噪、温度补偿、非线性补偿处理;在DSP/BIOS多任务机制下实现数据采集、处理、传输的并行化,同时采用小波信号除噪和补偿算法对信号进行处理;该系统处理时间短,可以满足陀螺使用要求,算法简单有效,可以显著降低陀螺噪声;实用表明使用高速DSP器件并采用有效的信号处理方法可以显著地改善MEMS陀螺的性能。

相机稳像系统中陀螺信号的实时采集与数据优化

陀螺信号的采集与处理对于整个图像稳定系统的性能具有决定性作用。本文设计了一种应用于相机光学图像稳定系统中的陀螺信号实时采集处理器的系统方案;采用低成本的压电陀螺,运用高精度模/数转换模块和高性能数字信号处理器(DSP)对传感器数据进行了采集;运用基于离散小波变换的实时滤波算法对姿态测量数据进行了优化处理,为后续姿态测量精度的提高提供了基础。

定长光纤环形谐振腔不同匝数对光纤陀螺信号输出参数的影响

谐振式光纤陀螺由于其在小型化、集成化和高精度等方面比干涉型光纤陀螺占有优势,引起了国内外研究机构的广泛关注,而光纤环形谐振腔作为光纤陀螺的核心敏感部件对陀螺信号的输出至关重要。本文分析对比了半长1.10 m,定长2.2 m,保偏耦合器偏振消光比为20 dB,分光比为50∶50的光纤环腔在相同室温条件下,不同匝数谐振谱线的谐振深度ρ、半高全宽(FWHM)以及光纤陀螺的输出信号包括动态范围、频率带宽、标度因数、系统极限灵敏度的各项陀螺关键指标,为定长保偏光纤环腔作为光学陀螺的核心部件提供相关指导。

数字滤波在光纤陀螺信号中应用实践

有限冲激响应滤波器、小波变换阈值滤波器及小波包变换滤波器等可以解决光纤陀螺输出信号的角度随机游走、偏值不稳定性、速率随机游走及量化噪声等问题。因此,数字滤波在光纤陀螺信号处理中的应用实践有着重要的意义及价值。

光纤陀螺信号处理电路MCM-C的版图与工艺设计

介绍一种光纤陀螺信号处理电路MCM-C的版图设计与工艺设计,15层LTCC基板、效率达31.91%的高密度组装、基板与外壳的一体化封装。

光纤陀螺信号处理电路MCM-C的版图与工艺设计

介绍一种光纤陀螺信号处理电路MCM-C的版图设计与工艺设计,15层LTCC基板、效率达31.91%的高密度组装、基板与外壳的一体化封装。

基于小波分析的MEMS陀螺信号去噪

介绍了小波基本理论,建立了微机械(MEMS)陀螺的数学模型,将小波变换用于 MEMS 陀螺信号处理,并且在 MEMS 陀螺的静态和动态两种情况下,分析比较 Daubechies 小波的滤波效果,并和二阶ⅡR滤波器的滤波效果进行比较。仿真结果证明了采用 Daubechies 小波对 MEMS 陀螺信号去噪的有效性和可行性.

基于FPGA的陀螺信号采集系统设计

针对无驱动结构硅微机械陀螺的数据采集要求,论述了一种陀螺信号数字采集系统的设计,主控芯片选择Altera公司的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片EP4CE15F17I7,AD芯片采用MAX1188,与上位机的通信选择RS232通信协议。主要内容包括硬件的设计、AD时序的控制、通信协议的实现等。经试验验证,制作的样机可以采集到各种工况陀螺信号,且系统稳定,具有较高精度。

激光陀螺信号误差的动态分析与补偿

为了解决激光陀螺信号误差补偿过程中的精度低的难题,针对激光陀螺信号误差的非线性变化特征,提出一种蚁群优化最小二乘支持向量机的激光陀螺信号误差补偿模型。首先对激光陀螺信号误差变化特点进行分析,然后采用蚁群算法对最小二乘支持向量机参数进行优化,并应用于激光陀螺信号误差的建模中,最后采用具体数据对模型的性能进行验证。结果表明,相对于参照的激光陀螺信号误差补偿模型,本文模型提高了激光陀螺信号的补偿精度,减少了补偿误差,可以描述激光陀螺信号的随机误差变化特点,是一种有效的激光陀螺信号误差补偿工具。

基于CEEMDAN改进阈值滤波的微机电陀螺信号去噪模型

为了提高微机电系统(MEMS)陀螺信号的去噪效果,以自适应噪声的完备集成经验模态分解(CEEMDAN)方法为理论基础,并针对常规软阈值和硬阈值函数存在的不足,提出了一种基于改进阈值函数的CEEMDAN滤波去噪模型。该模型首先应用CEEMDAN方法将陀螺信号有效地分解为多个固有模态函数(IMF)分量;其次通过相关系数法判断噪声分量与有效分量的界限;进而对噪声分量进行阈值设置并使用改进阈值函数进行滤波处理;最后重构滤波处理后的噪声分量与有效分量以得到去噪后的信号。实际陀螺信号去噪试验结果显示:所提模型相对于CEEMDAN、集成经验模态分解(EEMD)、经验模态分解(EMD)强制去噪方法及小波分析方法,其信噪比提高了约3.9dB,均方根误差降低了约36%;所提模型相对于CEEMDAN结合软、硬阈值函数的去噪模型,均方根误差降低了30%以上。表明采用所提模型可以对MEMS陀螺输出信号进行有效去噪,提升去噪性能。

小波变换在稳定平台陀螺信号去噪中的应用

陀螺是稳定平台的核心敏感元件,其信号噪声直接影响平台的稳定精度,减小陀螺信号噪声是提高平台稳定性能的重要手段之一。采用小波阈值方法对陀螺信号进行了滤波,实验表明,此方法可以有效地减小陀螺输出信号的噪声。

基于CEEMD阈值和相关系数原理的MEMS陀螺信号去噪方法

针对经验模态分解(EMD)方法易产生模态混叠问题,而集成经验模态分解(EEMD)方法又存在重构误差较大的缺陷,提出了一种基于完备集成经验模态分解(CEEMD)阈值滤波和相关系数原理的MEMS陀螺信号去噪方法。首先通过CEEMD方法对陀螺信号进行有效完备的分解,并利用相关系数原理合理确定分解后噪声分量与有效分量的界限。在此基础上,通过借鉴小波阈值处理方式和EMD阈值设置方法,对信号进行阈值滤波去噪。对仿真信号和实际MEMS陀螺信号的研究结果表明,CEEMD阈值去噪方法的去噪效果要优于CEEMD、EEMD、EMD强制去噪方法和小波分析方法。这充分体现了其在MEMS陀螺信号去噪应用中的可行性和有效性。

小波分析在陀螺信号检测中的应用

基于陀螺漂移信号模型,利用小波分析对含第一类间断点的陀螺漂移信号进行仿真分析。假设系统工作到100s时发生故障,频率发生突变,持续到200s时恢复正常,信号分析采用的小波函数为Daubechies小波。在利用db6小波对信号进行三层分解之前,同样利用小波信号分析技术,采用默认阀值对信号进行消噪处理。实验表明,小波分析技术可即时检测出陀螺发生故障位置和时间,并有效提高陀螺可靠性。

金属壳固体波动陀螺信号提取方法研究

金属壳固体波动陀螺是利用驻波的进动特性来敏感输入角速率的一种新型壳体振动陀螺,具有结构简单、功耗低、抗冲击性强、稳定性高等优点,可广泛应用于中低精度角速度测量领域。针对金属壳固体波动陀螺信号提取方法进行研究,在分析其工作原理和基本数学模型的基础上,提出利用四回路控制方法,进行角速度解算。首先,通过激励电极和反馈电极对振子振动特性进行控制;其次,通过阻尼电极和检测电极抑制振子振型偏移:最后,根据阻尼控制力解算出输入角速度。通过仿真计算,给出了角速度解算结果,验证了该方法的有效性。

基于ER-EMD的陀螺仪信号去噪方法

针对陀螺仪的噪声成分,提出了一种基于ER(energy ratio)与EMD相结合的去噪方法,采集连续两帧的陀螺漂移信号,各自区分出噪声强弱区域后进行分段处理,取得了很好的去噪效果。

小波变换在压电陀螺仪信号去噪中的应用

提出了基于小波变换的陀螺仪信号的去噪方法。陀螺仪作为重要的敏感测量器件,其测量信号的精度很大程度上决定了系统的性能。利用信号与噪声进行小波变换后在各尺度空间呈现的不同特性,应用Daubechies四阶正交小波(db4)对噪声信号进行多层小波变换,逐层估计小波变换的各层细节信号的阈值,分别进行软阈值滤波处理,然后进行小波逆变换重建信号以达到对信号消噪和恢复的目的。采用该方法可以有效提高陀螺仪噪声环境下的测量精度。

基于Shannon熵和EMD算法的MEMS陀螺仪信号降噪处理

MEMS陀螺仪在汽车导航、旋转检测、机器人定位等方面都有广泛应用,而信号中常带有较大的漂移噪声,这使得检测结果有较明显的偏差。对此本文提出了通过采用基于Shannon熵和EMD算法对陀螺仪信号进行去噪的方法。首先,EMD算法将非线性和非平稳的陀螺仪信号分解为频率和振幅调制的波形,然后通过Shannon熵判据区分高频噪声信号和低频陀螺仪有效信号。仿真和实验验证结果表明该方法具有很好的去噪效果。

光纤陀螺捷联式惯性系统的研究与设计

介绍了基于光纤陀螺的捷联式惯性系统的总体设计,设计了加速度计再平衡回路数字读出电路及光纤陀螺信号输出电路。采用PC104工控机作为导航计算机,构成捷联式惯性系统原理样机。在此基础上,设计了系统的误差补偿方案、初始对准方案和机械编排方案。样机的初步测试结果表明:该样机达到了设计指标要求(航向精度:<1°;水平姿态精度:<0.5°)。

基于经验模态分解的光纤陀螺1/fγ类型分形噪声滤除方法

提出了一种可有效滤除输出信号中干扰信号的新的光纤陀螺信号降噪方法。中高精度光纤陀螺的随机噪声中包含了白噪声和具有长程相关性、自相似性及1/fγ类型谱密度特点的一种非平稳随机噪声——1/fγ类型分形噪声。利用传统的滤波方法无法有效去除该类分形噪声，而新方法以经验模态分解（EMD）和阈值降噪方法为核心，结合提升小波理论对光纤陀螺的输出信号进行软阈值滤波，进而提高光纤陀螺的精度。利用这种新方法对多组实测数据进行滤波仿真实验，结果中仅偏置稳定性一项性能指标就已表明，使用新滤波方法滤波后数据精度可提高一个数量级，而相较传统的小波滤波方法可提高2．5倍，故此验证了新方法的有效性。