基于自适应KF动态虚拟陀螺数据融合算法的研究

作者：熊泰然; 陈雯雯; 陈宏宇; 高海云; 吉言超

来源：上海航天(中英文）, 2021, 38(06): 124-130.

DOI：10.19328/j.cnki.2096-8655.2021.06.018

• 微机电系统
• 虚拟陀螺
• Allan方差
• 实时计算
• 自适应KF

微机电系统(MEMS)陀螺与光纤陀螺相比,传感器的精度较低。为了提高MEMS陀螺的精度,通过组合多个相同陀螺实现虚拟陀螺的功能,同时提高虚拟陀螺的静态和动态性能。通过分析陀螺的Allan方差,并考虑陀螺之间的相关性,建立陀螺的测量模型;使用自回归(AR)模型建立预测模型,对卡尔曼滤波(KF)算法进行优化;搭建多MEMS陀螺仪硬件平台,获取数据并实时计算,融合多陀螺数据输出最优估计值,使用高精度转台分别在静态和动态条件下测试滤波效果。实验结果表明:静态条件下虚拟陀螺误差的方差可降低为单个陀螺的1/94,动态条件下降低为单个陀螺的1/18。基于自适应KF的虚拟陀螺可以显著提高精度。

• 单位
  上海科技大学; 中国科学院大学