光电稳定跟踪平台陀螺信号处理技术研究
本文选题：MEMS陀螺仪 + 光电稳定平台 ； 参考：《中北大学》2014年硕士论文
【摘要】：作为惯性技术的一个重要应用领域，光电稳定跟踪平台因其能隔离载体运动对载荷的干扰，得以在现代武器系统和民用设备中广泛应用。鉴于国外对我国惯性技术的封锁以及我国惯性技术起步晚、相对西方发达国家技术落后的基本国情，开展光电稳定跟踪平台关键技术研究工作具有重要的现实意义和应用价值。 本文针对某型光电稳定跟踪平台应用需求，设计了基于MEMS陀螺的两轴稳定系统，阐述了稳定平台的设计要求、整体方案和具体实现方法。该平台以小型化为目标，采用MEMS陀螺仪敏感框架的角速度信号，利用增量型PID控制算法进行数字伺服控制系统的设计和实现，重点进行MEMS陀螺随机漂移误差分析、模型建立与辨识及滤波补偿研究工作。 文中首先叙述了光电稳定平台的应用领域及国内外研究现状，然后利用CATIA软件进行了结构设计与仿真，接着分析了平台伺服系统控制策略、PID控制算法原理以及机械结构、干扰力矩和陀螺信号误差等对平台稳定精度的影响；其次对MEMS陀螺随机误差及模型辨识方法进行了论证，利用Allan方差法分析了MEMS陀螺随机误差的组成，并建立了相应的ARMA模型进行拟合预测；最后采用卡尔曼滤波有效降低了MEMS陀螺的输出噪声，提高了稳定控制精度。
[Abstract]:As an important application field of inertial technology, photoelectric stable tracking platform is widely used in modern weapon system and civil equipment because of its ability to isolate the interference of carrier motion to load. In view of the blockage of China's inertial technology abroad and the late start of our country's inertial technology, compared with the basic conditions of the western developed countries, it is of great practical significance and application value to carry out the research on the key technologies of the photoelectric stability tracking platform. In this paper, a two-axis stabilization system based on MEMS gyroscope is designed according to the application requirements of a certain photoelectric stability tracking platform. The design requirements, the overall scheme and the concrete implementation method of the stabilization platform are described. The platform aims at miniaturization, adopts the angular velocity signal of the sensitive frame of MEMS gyroscope, uses incremental PID control algorithm to design and implement the digital servo control system, and focuses on the analysis of random drift error of MEMS gyroscope. Modeling, identification and filtering compensation. In this paper, the application field of optoelectronic stabilization platform and the present research situation at home and abroad are described, then the structure design and simulation are carried out by using CATIA software, and then the control strategy of the platform servo system is analyzed, and the principle of pid control algorithm and the mechanical structure are analyzed. Secondly, the random error and model identification method of MEMS gyroscope are demonstrated, and the composition of random error of MEMS gyroscope is analyzed by Allan variance method. The corresponding ARMA model is established for fitting and prediction. Finally, Kalman filter is used to effectively reduce the output noise of MEMS gyroscope and improve the stability control accuracy.
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN911.7;V241.5
【参考文献】
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，本文编号：1783580
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