基于卡尔曼滤波的陀螺仪电参数测量系统设计

摘要

为提高陀螺仪传感器电参数测量值的精度与可靠性,设计一套基于卡尔曼滤波的陀螺仪传感器电参数测量系统.采用STM32F407芯片作为上下位机的主控制器,通过无线通讯实现数据交互.下位机使用AD转换电路测量陀螺仪传感器的关键电参数;上位机采用7吋LCD显示屏提供直观的数据展示和触摸按键输入功能.利用卡尔曼滤波算法对测量数据进行误差补偿处理,以提高陀螺仪传感器测得的偏转角度和俯仰角度等多通道电压、电流测量数据的准确性和稳定性.进行测量系统与高精度倾角仪的对比实验,结果表明,该测量系统对陀螺仪传感器的电压、电流、偏转角和俯仰角的最大测量误差分别为0.07V、0.18mA、0.05°和0.042°,在允许误差范围内.

关键词

陀螺仪传感器 / 卡尔曼滤波 / 电参数 / 测量系统

基金资助

国家自然科学基金(51907055); 湖北省教育厅重点项目(D20221404)