基于DSP的MEMS惯性传感器信号处理方法及实现

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1、基于DSP的MEMS惯性传感器信号处理方法及实现学科：控制理论与控制工程研究生签字指导教师签替L摘要随着科学技术的发展，MEMS微惯性传感器的研究与发展受到越来越广泛的重视。MEMS陀螺仪具有体积小、重量轻、可靠性高、易于系统集成等优点，所以它在汽车工业、航空航天以及机器人等领域具有广阔的应用前景。但是由于国外对我国的封锁，现阶段我国应用的MEMS陀螺的精度还不是很高，除改进设计和制造方法提高其精度外，对MEMS陀螺信号进行降噪处理提高其精度是有效的途径。为了降低MEMS陀螺信号的噪声，改善非线性性能，提高其精度，本文以，11公司新一代的数字信号处理器TMS320VC3

2、3和DSP／BIOS实时操作系统为基础对MEMS陀螺信号实时采集与处理系统进行了研究。在DSP／BIOS实时多任务机制下实现了对MEME陀螺信号的数据采集、双正交小波信号降噪算法实时处理、信号传输的并行化。经验证经过本信号系统处理后的MEMS陀螺信号精度得到了显著的提高，算法处理时间也得到缩短，基本达到实时处理的性能指标。本文所研制的信号处理系统在MEMS陀螺信号处理领域具有一定的实用价值。本文首先详细介绍了TMS320VC33的主要特点，并以该DSP为核心，分析和设计了数据采集处理系统的外围接口电路，重点介绍了信号调理电路，A／D与FPGA接口电路的原理及接口实现方法

3、，给出了本系统完整的硬件实现方案。其次，详细阐述了利用11公司的DSP集成开发环境CCS和DSP／BIOS准实时操作系统开发多任务系统软件的具体软件设计方案。本文引入DSP／BIOS实时操作系统提供的多任务机制，将采集处理按照功能划分为三个相对独立的任务，这些任务在DSP／BIOS的调度下，按照用户指定的优先级并行运行，大大提高了系统的工作效率。最后，在介绍小波经典理论基础上，研究了双正交小波在MEMS陀螺信号降噪处理中的应用，提出了适合于MEMS陀螺降噪的实时小波降噪算法。采用该MEMS陀螺降噪算法与采用经典小波变换的降噪算法相比，计算方法更加简单有效，具有一定的工程

4、应用价值。关键词：MEMS陀螺：DSP；DSP／BIOS；实时小波降噪算法SignalProcessingMethodandImplementationofMEMSGyroscopeBasedonDSPDiscipline：ControlTheoryandControlEngineeringStudentSignature：踟历“幽门SupervisorSignature：●、锄饥扒形彬AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology，MEMSmicro-inertialsensorsresearchanddevelopm

5、entaremoreandmorebroadregarded．MEMSgyroscopeshavesmallsize，lightweight，highreliability，easysystemintegration，etc．，SOitcanbeusedintheautomobileindustry，aerospaceandotherfieldsaswellastherobotandhaswideapplicationandprospects．However，becausetheblockadeofourcountrybyabroad，atthisstageofoura

6、pplicationoftheprecisionofMEMSgyroisnotveryhigh，inadditiontoimprovingthedesignandmanufacturingmethodsimproveitsaccuracy，andtheMEMSgyroscopesignaldenoisingimprovetheaccuracyoftreatmentareeffectivemeans．MEMSgymsignalinordertoreducenoiseandimprovethenonlinearperformance，improveitsaccuracy，w

7、edevelopedanewgenerationofcompaniestoTIdigitalsignalprocessorTMS320VC33andDSP／BIOSreal-timeoperatingsystembasedonMEMSgyrosignalinreal-timeacquisitionandprocessingsystem．InDSP／BIOSreal-timemulti-taskingmechanismimplementationofMEMEgyrosignaldataacquisition，biorthogonalwave