基于DSP的MEMS慣性傳感器信號處理方法及實(shí)現(xiàn)

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1、基于DSP的MEMS慣性傳感器信號處理方法及實(shí)現(xiàn)學(xué)科：控制理論與控制工程研究生簽字指導(dǎo)教師簽替L摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，MEMS微慣性傳感器的研究與發(fā)展受到越來越廣泛的重視。MEMS陀螺儀具有體積小、重量輕、可靠性高、易于系統(tǒng)集成等優(yōu)點(diǎn)，所以它在汽車工業(yè)、航空航天以及機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于國外對我國的封鎖，現(xiàn)階段我國應(yīng)用的MEMS陀螺的精度還不是很高，除改進(jìn)設(shè)計和制造方法提高其精度外，對MEMS陀螺信號進(jìn)行降噪處理提高其精度是有效的途徑。為了降低MEMS陀螺信號的噪聲，改善非線性性能，提高其精度，本文以，11公司新一代的數(shù)字信號處理器TMS320VC3

2、3和DSP／BIOS實(shí)時操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)對MEMS陀螺信號實(shí)時采集與處理系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在DSP／BIOS實(shí)時多任務(wù)機(jī)制下實(shí)現(xiàn)了對MEME陀螺信號的數(shù)據(jù)采集、雙正交小波信號降噪算法實(shí)時處理、信號傳輸?shù)牟⑿谢?。?jīng)驗(yàn)證經(jīng)過本信號系統(tǒng)處理后的MEMS陀螺信號精度得到了顯著的提高，算法處理時間也得到縮短，基本達(dá)到實(shí)時處理的性能指標(biāo)。本文所研制的信號處理系統(tǒng)在MEMS陀螺信號處理領(lǐng)域具有一定的實(shí)用價值。本文首先詳細(xì)介紹了TMS320VC33的主要特點(diǎn)，并以該DSP為核心，分析和設(shè)計了數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的外圍接口電路，重點(diǎn)介紹了信號調(diào)理電路，A／D與FPGA接口電路的原理及接口實(shí)現(xiàn)方法

3、，給出了本系統(tǒng)完整的硬件實(shí)現(xiàn)方案。其次，詳細(xì)闡述了利用11公司的DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS和DSP／BIOS準(zhǔn)實(shí)時操作系統(tǒng)開發(fā)多任務(wù)系統(tǒng)軟件的具體軟件設(shè)計方案。本文引入DSP／BIOS實(shí)時操作系統(tǒng)提供的多任務(wù)機(jī)制，將采集處理按照功能劃分為三個相對獨(dú)立的任務(wù)，這些任務(wù)在DSP／BIOS的調(diào)度下，按照用戶指定的優(yōu)先級并行運(yùn)行，大大提高了系統(tǒng)的工作效率。最后，在介紹小波經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，研究了雙正交小波在MEMS陀螺信號降噪處理中的應(yīng)用，提出了適合于MEMS陀螺降噪的實(shí)時小波降噪算法。采用該MEMS陀螺降噪算法與采用經(jīng)典小波變換的降噪算法相比，計算方法更加簡單有效，具有一定的工程

4、應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：MEMS陀螺：DSP；DSP／BIOS；實(shí)時小波降噪算法SignalProcessingMethodandImplementationofMEMSGyroscopeBasedonDSPDiscipline：ControlTheoryandControlEngineeringStudentSignature：踟歷“幽門SupervisorSignature：●、鋤饑扒形彬AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology，MEMSmicro-inertialsensorsresearchanddevelopm

5、entaremoreandmorebroadregarded．MEMSgyroscopeshavesmallsize，lightweight，highreliability，easysystemintegration，etc．，SOitcanbeusedintheautomobileindustry，aerospaceandotherfieldsaswellastherobotandhaswideapplicationandprospects．However，becausetheblockadeofourcountrybyabroad，atthisstageofoura

6、pplicationoftheprecisionofMEMSgyroisnotveryhigh，inadditiontoimprovingthedesignandmanufacturingmethodsimproveitsaccuracy，andtheMEMSgyroscopesignaldenoisingimprovetheaccuracyoftreatmentareeffectivemeans．MEMSgymsignalinordertoreducenoiseandimprovethenonlinearperformance，improveitsaccuracy，w

7、edevelopedanewgenerationofcompaniestoTIdigitalsignalprocessorTMS320VC33andDSP／BIOSreal-timeoperatingsystembasedonMEMSgyrosignalinreal-timeacquisitionandprocessingsystem．InDSP／BIOSreal-timemulti-taskingmechanismimplementationofMEMEgyrosignaldataacquisition，biorthogonalwave