基于DSP的MEMS陀螺信號降噪技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、陀螺儀的精度將直接影響慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。目前國內(nèi)市場上MEMS陀螺芯片的精度都比較低，通過有效的降噪方法改善陀螺性能，以滿足較高精度的應(yīng)用，是目前研究的關(guān)鍵問題。研究表明，隨機噪聲是影響MEMS陀螺精度的重要因素，本文對MEMS陀螺噪聲的產(chǎn)生原因和特點進行了深入分析，算法方面所作的主要工作如下： (1)對MEMS陀螺信號進行頻譜分析，對通頻帶外的噪聲進行IIR(無限沖激響應(yīng))切比雪夫低通濾波，取得了較好的濾波效果，低通濾波器

2、設(shè)計簡單，缺點是窗口效應(yīng)嚴(yán)重，不適合實時降噪系統(tǒng)； (2)FIR(有限沖擊響應(yīng))濾波器能夠保證線性相位，設(shè)計了前向預(yù)測FLP濾波器，它實際上是一種系數(shù)自適應(yīng)的FIR濾波器，前向預(yù)測濾波器比普通的FIR濾波器效果明顯，它階數(shù)低，窗口效應(yīng)也沒有低通濾波器嚴(yán)重； (3)針對陀螺信號中存在高斯噪聲的特點，設(shè)計了FIR和均值濾波相結(jié)合的混合濾波器，混合濾波器不存在窗口效應(yīng)，仿真取得了很好的效果，特別適合陀螺的實時降噪；

3、 (4)針對陀螺信號中存在的趨勢項和部分脈沖噪聲，設(shè)計了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波器，形態(tài)濾波的結(jié)構(gòu)元素通常需要比較長，而硬件系統(tǒng)每次只能采集32個點，這會減少系統(tǒng)的輸出，但可以加以改進成為陀螺降噪的新方法； (5)卡爾曼濾波是慣導(dǎo)系統(tǒng)常用的濾波器，設(shè)計了經(jīng)典卡爾曼濾波器和自適應(yīng)卡爾曼濾波器，卡爾曼濾波可以將陀螺隨機誤差減小到很低的數(shù)量級。以上算法都在DSP的集成開發(fā)系統(tǒng)CCS中進行了軟件仿真。 在硬件方面，設(shè)計了基于DSP的