基于DSP的MEMS陀螺信號降噪技術研究與實現.pdf

1、陀螺儀的精度將直接影響慣導系統(tǒng)的導航精度。目前國內市場上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用，是目前研究的關鍵問題。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)切比雪夫低通濾波，取得了較好的濾波效果，低通濾波器

2、設計簡單，缺點是窗口效應嚴重，不適合實時降噪系統(tǒng)； (2)FIR(有限沖擊響應)濾波器能夠保證線性相位，設計了前向預測FLP濾波器，它實際上是一種系數自適應的FIR濾波器，前向預測濾波器比普通的FIR濾波器效果明顯，它階數低，窗口效應也沒有低通濾波器嚴重； (3)針對陀螺信號中存在高斯噪聲的特點，設計了FIR和均值濾波相結合的混合濾波器，混合濾波器不存在窗口效應，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，設計了數學形態(tài)學濾波器，形態(tài)濾波的結構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)卡爾曼濾波是慣導系統(tǒng)常用的濾波器，設計了經典卡爾曼濾波器和自適應卡爾曼濾波器，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，設計了基于DSP的