船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)中姿態(tài)檢測系統(tǒng)設計.pdf

1、本文以船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)項目為研究背景，展開以微慣性姿態(tài)測量單元和編碼器單元為姿態(tài)測量核心的船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)的研制工作。為提高MEMS傾角儀和陀螺儀的精度，本文對MEMS傾角儀信號進行溫度補償和軟件算法處理，對MEMS陀螺儀進行硬件差分處理和軟件算法處理。提出MEMS傾角儀、陀螺儀的零位標定方法[42];研究了電磁羅盤查表標定方法;研制了船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)，進行了相關驗證、試驗和測試。
　　本論文主要研究以下幾方面

2、:
　　(1)結(jié)合目前船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)的發(fā)展情況，根據(jù)船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)對姿態(tài)檢測系統(tǒng)精度的要求，對比不同類型天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)的可靠性、體積、成本及復雜程度[42]，提出采用MEMS陀螺儀、MEMS加速度計與電子羅盤、編碼器組合構(gòu)成船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測系統(tǒng)的總體方案。
　　(2)微慣性姿態(tài)檢測單元對同一系列不同型號的傾角傳感器設計出單軸硬件差分電路和雙軸軟件差分電路，并進行大量對比測試，最終選擇載體姿態(tài)檢測使用傾角儀雙

3、軸軟件差分電路，天線姿態(tài)檢測使用傾角儀單軸硬件差分電路。
　　(3)船體移動時產(chǎn)生線加速度，MEMS加速度計受到線加速度干擾，導致測試傾角與實際傾斜角度不相符，同時在靜態(tài)時陀螺儀零點漂移和溫度漂移極易對陀螺信號造成干擾，故采用卡爾曼濾波算法將傾角儀信號和陀螺儀信號進行信息融合，時時修正傾角信息。
　　(4)對MEMS陀螺信號進行了誤差分析，提出IIR濾波和遞推最小二乘擬合兩種信號處理方法。并利用系統(tǒng)實測MEMS陀螺數(shù)據(jù)進行算

4、法驗證，最終選定遞推最小二乘法擬合算法。
　　(5)對磁編碼器進行測試并分析，采用高精度轉(zhuǎn)臺對磁編碼器信號進行補償，提高磁編碼器精度。
　　(6)本文分析雙軸磁強計結(jié)構(gòu)的平面電子羅盤誤差產(chǎn)生原因，并在實際使用中進行大量測試，為提高電磁羅盤測量準確度，提出羅差補償算法，并借助高精度、高穩(wěn)定性的磁編碼器對電子羅盤進行標定。
　　最后對本系統(tǒng)進行全面測試，得出研究成果及系統(tǒng)精度，并對船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)中姿態(tài)檢測系統(tǒng)的不足之