基于积分清零补偿的加速度计信号数字化处理方法

发布时间：2024-03-29 20:02

　　为提高捷联惯性导航系统中速度和位置测量精度,针对加速度计输出信号特点,提出一种基于积分清零补偿的加速度计信号数字化处理方法,首先设计了加速度计输出信号转化为速度增量的数字化电路;其次,建立了积分增量参数模型,消除了受温度影响大的RC测量误差。同时,采用积分清零补偿方法提高了导航速度增量测量的实时性和准确性。为验证该方法的性能,将信号处理电路置于某50型激光陀螺捷联惯性导航系统中对X、Y、Z三轴加速度计进行实验测试。实验结果表明,该方法对加速度计信号处理后1 s的速度增量变化量小于5×10^-5 m/s。

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【部分图文】：

图1加速度信号转换系统设计

加速度输出的电流信号经精密电阻转化为电压信号,通过电路积分器输出,然后再经高精度A/D转换器周期采样积分器输出的电压增量,得到积分器输出的数字量。其中硬件部分包含RC积分电路和高精度A/D转换电路,积分电路主要对输入的电压进行积分。软件部分主要是对A/D采样后的数据进行处理,对于....

图2积分器输出电压示意图

上述该方法中,积分电路在输出幅度受到运算放大器线性工作范围的限制,如果信号幅度较大,运算放大器容易进入非线性区,导致测量误差,这将不利于惯性导航系统的测量。但是在积分输出中设置一个阈值,这个阈值范围内运算放大器工作在线性区。积分电压在A/D采样中对应的数字量超过规定阈值时,根据需....

图3积分清零补偿法流程图

先在校准模式下,完成对参数Nr的测量及计算;然后在实时导航模式下,微处理器周期性采样积分电路的输出信号,进行积分清零补偿方法建模。图3所示为积分清零补偿方法的软件流程图,将采集的加速度积分信号送到微处理器中,当积分电压超出阈值情况时,微处理器控制电路开关实现积分器清零动作,同时微....

图4实验研究系统

实验系统如图4所示,系统采用JN-06型加速度计为研究对象,为研究加速度计在重力输入和零输入条件下的加速度计输出情况,用本方法设计的加速度计信号处理电路置于某50型激光陀螺捷联惯性导航系统中。将惯性系统水平置于测试实验台上,X、Y轴为重力轴垂直方向,加速度信号输入近似为0,Z轴为....

本文编号：3941228