專利名稱：一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種姿態(tài)傳感器，具體地說是一種基于無限沖擊響應(yīng)(IIR)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器。
背景技術(shù)：
目前，濾波方法多種多樣，但歸納起來主要分為兩種一種是軟件濾波技術(shù)，鑒于目前DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，促使了數(shù)字濾波技術(shù)的飛速發(fā)展，各種數(shù)字濾波技術(shù)層出不窮， 得到了廣泛應(yīng)用，特別是高精度的數(shù)字濾波器技術(shù)已經(jīng)深入各個行業(yè)，但是濾波效果會受到DSP的性能及其算法復(fù)雜度的影響；另一種是硬件濾波技術(shù)，該技術(shù)是采用電阻電容和運算放大器等元器件來實現(xiàn)濾波功能
的有源濾波技術(shù)，這部分技術(shù)易于理解和應(yīng)用，如包括各個階次的低通、帶通和高通濾波器。但硬件濾波在實際應(yīng)用中存在以下諸多的不足之處，不能方便有效地去除艦船姿態(tài)傳感器在實際應(yīng)用時產(chǎn)生的大于3Hz的尖峰干擾信號和高頻干擾信號、電路形式復(fù)雜、成本高、可靠性低、參數(shù)可調(diào)節(jié)性差、以及元器件的溫度漂移大、可維護性差等。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，可有效地消除姿態(tài)傳感器應(yīng)用于艦船時由于低頻于擾和尖峰干擾所帶來的各種影響。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，包括敏感元件、DSP數(shù)字處理芯片、AD采樣和異步串口，其特征在于在DSP數(shù)字處理芯片中嵌入無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波模塊。所述DSP數(shù)字處理芯片為固化了無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波算法的模塊，具體包括AD 采樣模塊根據(jù)中斷周期首先對模擬信號進行AD采樣，再對采集的原始信號進行誤差補償和修正處理，形成姿態(tài)數(shù)據(jù)，然后對姿態(tài)數(shù)據(jù)進行后級濾波處理，形成濾波后的姿態(tài)數(shù)據(jù)， 最后將濾波后的姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達到的有益效果為①本發(fā)明通過采用預(yù)畸變雙線性變換法得到修正相位的數(shù)字濾波技術(shù)，有效地解決了姿態(tài)傳感器產(chǎn)品由于低頻干擾和尖峰干擾所帶來的各種影響；②本發(fā)明不僅可靠性高、易于維護、方便調(diào)參、而且成本低、精度高、 具有良好的抗干擾性和具有固定的時間常數(shù)。


圖1是本發(fā)明的組成方框圖；圖2是本發(fā)明用于理論推導用的二階低通有源濾波器硬件圖。
具體實施例方式以下通過實施例形式，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細說明，但不應(yīng)就此理解為本發(fā)明所述主題的范圍僅限于以下的實施例，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，凡根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種修改、替換和變更，均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖1是本發(fā)明的組成方框圖，本發(fā)明所述的基于無限沖擊響應(yīng)濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，包括敏感元件和數(shù)字處理芯片，在數(shù)字處理芯片內(nèi)嵌入無限沖擊響應(yīng)濾波技術(shù)模塊，上述敏感元件由微機械陀螺和加速度計組成，敏感元件輸出的模擬信號經(jīng)過AD數(shù)據(jù)采集進入DSP數(shù)字處理芯片，DSP數(shù)字處理芯片對輸入數(shù)據(jù)進行前期的補償算法處理和姿態(tài)解算形成姿態(tài)角，得到姿態(tài)傳感器所敏感出的姿態(tài)數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過無限沖擊響應(yīng)濾波技術(shù)模塊依次進行各通道姿態(tài)數(shù)據(jù)濾波處理，形成濾波后姿態(tài)數(shù)據(jù)，最后通過異步串行通訊接口 RS-422/485傳送給地面處理設(shè)備或者用戶。圖2是本發(fā)明用于理論推導用的二階低通有源濾波器硬件圖，本發(fā)明工作過程包括首先對采集的信號進行姿態(tài)解算處理，然后對姿態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波，最后將數(shù)據(jù)輸出，該濾波技術(shù)采用了預(yù)畸變雙線性變換技術(shù)修正了在進行傳遞函數(shù)離散化過程中產(chǎn)生的相位畸變，濾波算法原理推導如下。(1)濾波處理濾波方法采用二階低通濾波，圖2中通帶增益X = 1 + ^，品質(zhì)因數(shù)β = ，特征角頻率、二^，傳遞函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，包括敏感元件、數(shù)字處理芯片、AD采樣和異步串口，其特征在于所述DSP數(shù)字處理芯片中嵌入無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，其特征在于所述DSP數(shù)字處理芯片中固化了無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波算法，具體包括AD采樣模塊根據(jù)中斷周期首先對模擬信號進行AD采樣，再對采集的原始信號進行誤差補償和修正處理，形成姿態(tài)數(shù)據(jù)，然后對姿態(tài)數(shù)據(jù)進行后級濾波處理，形成濾波后的姿態(tài)數(shù)據(jù)，最后將濾波后的姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，其特征在于所述敏感元件為微機械陀螺和加速度計。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)的艦船姿態(tài)傳感器，包括敏感元件、數(shù)字處理芯片、AD采樣和異步串口，其特征在于，在DSP數(shù)字處理芯片中嵌入無限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波模塊，工作過程包括AD采樣模塊根據(jù)中斷周期首先對模擬信號進行AD采樣，再對采集的原始信號進行誤差補償和修正處理，形成姿態(tài)數(shù)據(jù)，然后對姿態(tài)數(shù)據(jù)進行后級濾波處理，形成濾波后的姿態(tài)數(shù)據(jù)，最后將濾波后的姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出，本發(fā)明可有效地消除姿態(tài)傳感器應(yīng)用于艦船時由于低頻干擾和尖峰干擾所帶來的各種影響。
文檔編號G05D1/08GK102455707SQ20101051374
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者代洪兵, 張道勇, 殷芹, 郭俊超 申請人:貴州航天控制技術(shù)有限公司