專利名稱：一種基于無(wú)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：
本實(shí)用新型涉及一種姿態(tài)傳感器，具體地說(shuō)是一種基于無(wú)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(lái)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(gè)行業(yè)，但是濾波效果會(huì)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(yùn)算放大器等元器件來(lái)實(shí)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(gè)階次的低通、帶通和高通濾波器。但硬件濾波在實(shí)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(shí)際應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的大于3Hz的尖峰干擾信號(hào)和 高頻干擾信號(hào)、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(hù)性差等。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于無(wú)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(shí)由于低頻干擾和尖峰干 擾所帶來(lái)的各種影響。本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種基于無(wú)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(wú)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(wú)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(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行AD采樣，再對(duì)采集的原始信號(hào)進(jìn)行誤差補(bǔ)償 和修正處理，形成姿態(tài)數(shù)據(jù)，然后對(duì)姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行后級(jí)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，本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果為①本實(shí)用新型通過(guò)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(lái)的各種影響；②本實(shí)用新型不僅可靠性高、易于維護(hù)、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(shí)間常數(shù)。

圖1是本實(shí)用新型的組成方框圖；圖2是本實(shí)用新型用于理論推導(dǎo)用的二階低通有源濾波器硬件圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例形式，對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)就此理解 為本實(shí)用新型所述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想情 況下，凡根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種修改、替換和變更，均包括在本實(shí) 用新型的范圍內(nèi)。圖1是本實(shí)用新型的組成方框圖，本實(shí)用新型所述的基于無(wú)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(wú)限沖擊響應(yīng) 濾波技術(shù)模塊，上述敏感元件由微機(jī)械陀螺和加速度計(jì)組成，敏感元件輸出的模擬信號(hào)經(jīng) 過(guò)AD數(shù)據(jù)采集進(jìn)入DSP數(shù)字處理芯片，DSP數(shù)字處理芯片對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行前期的補(bǔ)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(guò) 無(wú)限沖擊響應(yīng)濾波技術(shù)模塊依次進(jìn)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(guò)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是本實(shí)用新型用于理論推導(dǎo)用的二階低通有源濾波器硬件圖，本實(shí)用新型工 作過(guò)程包括首先對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行姿態(tài)解算處理，然后對(duì)姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行傳遞函數(shù)離散化過(guò)程中產(chǎn)生 的相位畸變，濾波算法原理推導(dǎo)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
權(quán)利要求1.一種基于無(wú)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，其特征在于所述數(shù)字處理芯片中嵌入無(wú)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(wú)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(jī)械陀螺和加速度計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于無(wú)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，其特征在于所述數(shù)字處理芯片中嵌入無(wú)限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波模塊，工作過(guò)程包括AD采樣模塊根據(jù)中斷周期首先對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行AD采樣，再對(duì)采集的原始信號(hào)進(jìn)行誤差補(bǔ)償和修正處理，形成姿態(tài)數(shù)據(jù)，然后對(duì)姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行后級(jí)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，本實(shí)用新型可有效地消除姿態(tài)傳感器應(yīng)用于艦船時(shí)由于低頻干擾和尖峰干擾所帶來(lái)的各種影響。
文檔編號(hào)H03H17/02GK201897731SQ20102056988
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)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(qǐng)人:貴州航天控制技術(shù)有限公司