基于小波变换的无驱动结构微机械陀螺信号自旋频率的提取.pdf

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1、第27卷第7期传感技术学报V01．27No．72014年7月CHINESEJOURNAIOFSENSORSANDACTUATORSJuly2014SpinFrequencyExtractionofNon·-DrivenMicro--MachinedGt~yroscopeSbigna’lvViaWaveletT1ransftolrmZHANGNing，ZHANGFuxue，ZHANGZengping2(1．SensingTechniqueResearchCenter，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijingt

2、O0101，China；2．ElectronicEngineeringInstitute，BeringPostsandTelecommunicationsUniversity，Beijing100876，China)Abstract：Asanewtypeofgyroscope，itcansensepitch，yawandrollangularvelocityoftherotatingaircraft．Thesensitivesignalisanamplitudemodulatedwavesignal，wherethecarrierfrequencyisthespinfreque

3、ncyandtheen—velopeisthelateralangularvelocity．Consideringthatthespinfrequencyisrequiredtobepreciselyextractedinpracticalapplications，anewmethodthatusingwavelettransformtoconstructanalyticfunctionsisproposedandthealgorithmistheoreticallyderived．Besides，thespinfrequencyofanaloggyroscopeamplitu

4、demodulationwavesignal，whosenoiseratiois30dB，isextractedandtheerrorisfurtheranalyzedthroughMATLAB，wheretherelativeerroris0．0336forHilberttransformand0．0178forwavelettransform．Furthermore，thespinfrequencyofgyroscopesignaltestedinreal-timebythree—axisprecisionturntableisextractedandtheerrorisf

5、urtheranalyzed，wherethelateralangularvelocityis180。／s．ForHilberttransform，therelativeeroris0．0359andtheMSEis7．9159，whileforwavelettransform，therelativeerroris0．0018andtheMSEis0．2937．Theaccuracyofspinfre-queneycalculatedbyWavelettransformistwentytimeshigherthantheHilberttransform，andtheanti—n

6、oiseperformanceandfrequencystabilityisbetter．Keywords：micro—machinedgyroscope；spinfrequency；wavelettransform；HilberttransformEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2014．07．005基于小波变换的无驱动结构微机械陀螺信号自旋频率的提取张宁，张福学，张增平(1．北京信息科技大学传感技术研究中心，北京100101；2．北京邮电大学电子工程学院，北京100876)摘要：针对一种新型陀螺，它能敏感旋转载体的俯仰、偏航和滚

7、转角速度，敏感信号是一种调幅波信号，载波频率是自旋频率，包络是横向角速度。实际应用中，需要精确提取自旋频率。基于此，提出了一种提取载波频率的新的方法——小波变换构造解析函数法，对自旋频率解算算法进行了理论推导，并通过MATLAB软件对噪声比为30dB的模拟陀螺调幅波信号进行了白旋频率的提取和误差分析，其中Hilbert变换相对误差为0．0336，小波变换相对误差为0．0178。对三轴精密转台实时测试的横向角速度为180。／s的陀螺信号进行了自旋频率的提取和误差分析，其中Hilbert变换相对