专利名称：一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种姿态传感器，具体地说是一种基于无限冲击响应(IIR)数字滤波技术的舰船姿态传感器。
背景技术：
目前，滤波方法多种多样，但归纳起来主要分为两种一种是软件滤波技术，鉴于目前DSP技术的飞速发展，促使了数字滤波技术的飞速发展，各种数字滤波技术层出不穷， 得到了广泛应用，特别是高精度的数字滤波器技术已经深入各个行业，但是滤波效果会受到DSP的性能及其算法复杂度的影响；另一种是硬件滤波技术，该技术是采用电阻电容和运算放大器等元器件来实现滤波功能
的有源滤波技术，这部分技术易于理解和应用，如包括各个阶次的低通、带通和高通滤波器。但硬件滤波在实际应用中存在以下诸多的不足之处，不能方便有效地去除舰船姿态传感器在实际应用时产生的大于3Hz的尖峰干扰信号和高频干扰信号、电路形式复杂、成本高、可靠性低、参数可调节性差、以及元器件的温度漂移大、可维护性差等。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器，可有效地消除姿态传感器应用于舰船时由于低频于扰和尖峰干扰所带来的各种影响。本发明通过如下技术方案予以实现。一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器，包括敏感元件、DSP数字处理芯片、AD采样和异步串口，其特征在于在DSP数字处理芯片中嵌入无限冲击响应数字滤波模块。所述DSP数字处理芯片为固化了无限冲击响应数字滤波算法的模块，具体包括AD 采样模块根据中断周期首先对模拟信号进行AD采样，再对采集的原始信号进行误差补偿和修正处理，形成姿态数据，然后对姿态数据进行后级滤波处理，形成滤波后的姿态数据， 最后将滤波后的姿态数据输出。与现有技术相比，本发明达到的有益效果为①本发明通过采用预畸变双线性变换法得到修正相位的数字滤波技术，有效地解决了姿态传感器产品由于低频干扰和尖峰干扰所带来的各种影响；②本发明不仅可靠性高、易于维护、方便调参、而且成本低、精度高、 具有良好的抗干扰性和具有固定的时间常数。
图1是本发明的组成方框图；图2是本发明用于理论推导用的二阶低通有源滤波器硬件图。
具体实施例方式以下通过实施例形式，对本发明的内容作进一步详细说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。图1是本发明的组成方框图，本发明所述的基于无限冲击响应滤波技术的舰船姿态传感器，包括敏感元件和数字处理芯片，在数字处理芯片内嵌入无限冲击响应滤波技术模块，上述敏感元件由微机械陀螺和加速度计组成，敏感元件输出的模拟信号经过AD数据采集进入DSP数字处理芯片，DSP数字处理芯片对输入数据进行前期的补偿算法处理和姿态解算形成姿态角，得到姿态传感器所敏感出的姿态数据和温度数据，然后经过无限冲击响应滤波技术模块依次进行各通道姿态数据滤波处理，形成滤波后姿态数据，最后通过异步串行通讯接口 RS-422/485传送给地面处理设备或者用户。图2是本发明用于理论推导用的二阶低通有源滤波器硬件图，本发明工作过程包括首先对采集的信号进行姿态解算处理，然后对姿态数据进行滤波，最后将数据输出，该滤波技术采用了预畸变双线性变换技术修正了在进行传递函数离散化过程中产生的相位畸变，滤波算法原理推导如下。(1)滤波处理滤波方法采用二阶低通滤波，图2中通带增益X = 1 + ^，品质因数β = ，特征角频率、二^，传递函数为
权利要求
1.一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器，包括敏感元件、数字处理芯片、AD采样和异步串口，其特征在于所述DSP数字处理芯片中嵌入无限冲击响应数字滤波模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器，其特征在于所述DSP数字处理芯片中固化了无限冲击响应数字滤波算法，具体包括AD采样模块根据中断周期首先对模拟信号进行AD采样，再对采集的原始信号进行误差补偿和修正处理，形成姿态数据，然后对姿态数据进行后级滤波处理，形成滤波后的姿态数据，最后将滤波后的姿态数据输出。
3.根据权利要求1所述的一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器，其特征在于所述敏感元件为微机械陀螺和加速度计。
全文摘要
本发明公开了一种基于无限冲击响应数字滤波技术的舰船姿态传感器，包括敏感元件、数字处理芯片、AD采样和异步串口，其特征在于，在DSP数字处理芯片中嵌入无限冲击响应数字滤波模块，工作过程包括AD采样模块根据中断周期首先对模拟信号进行AD采样，再对采集的原始信号进行误差补偿和修正处理，形成姿态数据，然后对姿态数据进行后级滤波处理，形成滤波后的姿态数据，最后将滤波后的姿态数据输出，本发明可有效地消除姿态传感器应用于舰船时由于低频干扰和尖峰干扰所带来的各种影响。
文档编号G05D1/08GK102455707SQ20101051374
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者代洪兵, 张道勇, 殷芹, 郭俊超 申请人:贵州航天控制技术有限公司