微型慣性測量組合系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其初始對準(zhǔn)方法研究.pdf

1、微型慣性測量組合(MIMU)具有體積小、重量輕、適于大批量生產(chǎn)、價(jià)格低廉、高可靠性等特殊優(yōu)點(diǎn)，在軍用、民用領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用前景。為使MIMU盡早走向?qū)嵱?，MIMU的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和初始對準(zhǔn)成為非常關(guān)鍵和急需解決的問題。本文針對以上內(nèi)容進(jìn)行了研究。 1.對微型慣性測量組合(MIMU)的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，在研究傳統(tǒng)的三個(gè)陀螺加三個(gè)加速度計(jì)的基礎(chǔ)上，研究了采用純加速度計(jì)來實(shí)現(xiàn)。MIMU，進(jìn)而首次提出采用單陀螺多加速度計(jì)的方案來解

2、決純加速度計(jì)方案中存在的一些問題。對具有冗余結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，引入了一種基于距離尺度的新的信息融合算法。 2.對微慣性測量組合(MIMU)進(jìn)行了初步研究，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化，提出采用DSP器件來替代傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，解決復(fù)雜的姿態(tài)計(jì)算、誤差補(bǔ)償及狀態(tài)估計(jì)。為解決元件高動(dòng)態(tài)與高精度不能兼顧的問題，提出并設(shè)計(jì)了“史密特”型的兩級放大電路，為解決系統(tǒng)中電子元件本身的零漂和慣性元件初始零偏，提出采用了記憶電容進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)思想。 3.

3、根據(jù)MIMU目前的精度情況，采用傳遞對準(zhǔn)來進(jìn)行初始對準(zhǔn)，根據(jù)不同情況，分別建立了加速度與角速度匹配的測量參數(shù)匹配模型以及速度匹配模型，并對其進(jìn)行了可觀測性分析。由于動(dòng)基座對準(zhǔn)受到外界的干擾比較嚴(yán)重，因此引入了H<,∞>濾波，并進(jìn)行了仿真比較。 4.進(jìn)行了三通道自對準(zhǔn)技術(shù)的研究。在研究單位置對準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了二位置對準(zhǔn)的研究，經(jīng)過搜索找到了包括z向陀螺估計(jì)誤差在內(nèi)的最佳二位置，在研究傳統(tǒng)雙軸三位置對準(zhǔn)時(shí)，提出了操作簡單的單軸三