基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的慣性測量單元的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、本文設(shè)計(jì)開發(fā)了基于微機(jī)電系統(tǒng)的小型慣性測量單元，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)三軸加速度、三軸角速率、滾轉(zhuǎn)角和俯仰角等姿態(tài)信息的測量。
　　 論文首先提出了基于微機(jī)電系統(tǒng)的小型慣性測量單元的硬件總體設(shè)計(jì)方案。該方案將慣性測量單元分為二塊彼此相互垂直的電路板，滿足系統(tǒng)要測量三個(gè)軸的姿態(tài)信息的要求，同時(shí)兼顧了小型化、低成本的需求。
　　 其次，分析比較了常用的濾波算法。對目前工程上常用的濾波算法就其各自的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍進(jìn)行了比較，并根據(jù)MEM

2、S傳感器信號(hào)的特性選擇卡爾曼濾波器和互補(bǔ)濾波器。
　　 再次，詳細(xì)設(shè)計(jì)了姿態(tài)融合算法。針對MEMS傳感器測量的信號(hào)自身存在諸如摻雜噪聲、隨溫度和時(shí)間漂移等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了濾除嗓聲、漂移補(bǔ)償?shù)目柭鼮V波器。同時(shí)，針對傳感器無法直接得到滾轉(zhuǎn)角、俯仰角，設(shè)計(jì)了融合算法，實(shí)現(xiàn)了姿態(tài)信號(hào)的輸出。
　　 論文還設(shè)計(jì)了微控制器捕獲加速度計(jì)的PWM信號(hào)，解決了A/D轉(zhuǎn)換器通道沖突的問題。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需求，設(shè)計(jì)開發(fā)了底層驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。