慣性MEMS傾角測量誤差補(bǔ)償設(shè)計
摘要:利用ADI公司的MEMS陀螺儀ADXRS612和ADuC7026微控制器,對飛行器在垂直起降階段進(jìn)行姿態(tài)傾角測量。由于該陀螺儀隨著時間的積累,會產(chǎn)生較大漂移,采用ADI公司的MEMS加速度計ADIS16210對傾角進(jìn)行測量,并采用最小二乘擬合推算了陀螺儀漂移誤差模型,以補(bǔ)償陀螺儀漂移誤差,提高了飛行器垂直起降時的姿態(tài)控制精度。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/133765.htm引言
利用慣性元件可以對運動體的姿態(tài)進(jìn)行測量,慣性MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))元件是近年來新出現(xiàn)的慣性器件,其具有低成本、高可靠性、低功耗、尺寸小等技術(shù)優(yōu)勢,只是目前精度還比較低,但這項技術(shù)的性能每年都有大幅度提高,應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛。
陀螺儀在進(jìn)行運動體姿態(tài)角測量時,隨著測量時間的增加會產(chǎn)生漂移,使所測得的姿態(tài)角不準(zhǔn)確。在飛行器垂直起降階段,飛行器可以看作是定基座裝置,這樣便可以用加速度計對飛行器進(jìn)行等效傾角測量,并且因為加速度計漂移很小,其長時間測得的傾角也較為準(zhǔn)確。因此,可以利用其對陀螺儀進(jìn)行傾角測量的修正補(bǔ)償。
控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及傾角測量原理
飛行器垂直起降階段控制系統(tǒng)框圖如圖1所示,由內(nèi)外雙回路控制系統(tǒng)實現(xiàn),其中姿態(tài)角的檢測用于外角度環(huán)的控制。
本次設(shè)計采用的MEMS慣性測量元件為ADI公司的陀螺儀ADXRS612,這是一款低成本角速率傳感器,帶有溫度補(bǔ)償輸出,測量范圍為±250°/s,輸出比例因素為7mV/°/s,帶寬為0.01Hz~2.5kHz可調(diào),漂移約為6°/min,通過溫度補(bǔ)償算法可使漂移控制在200°/h,可用在慣性測量單元與平臺穩(wěn)定系統(tǒng)中。
利用ADXRS612進(jìn)行姿態(tài)測量,只需將其輸出對時間積分,即可得到被控對象在某一轉(zhuǎn)動方向上的傾斜角。
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