MEMS加速度傳感器應用在無人機中能飛得更穩

發布時間：2022年11月03日 18時28分05秒

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　　在無人機飛行器的姿態控製這一重要應用上以MEMS加速度傳(chuan) 感器、MEMS陀螺儀(yi) 為(wei) 主的傳(chuan) 感類硬件的應用可謂是大放光彩。

　　在無人機飛行姿態控製中通常在用MEMS傳(chuan) 感器測量角度的變化時，一般都要選擇組合式的傳(chuan) 感器。也就是說，既不能單純地依賴加速度傳(chuan) 感器，也不能單純依賴陀螺儀(yi) 。為(wei) 什麽(me) 呢?究其原因，這是由每種傳(chuan) 感器自身的局限性所決(jue) 定的。

　　例如陀螺儀(yi) 輸出的是角速度要通過積分才能獲得角度，但是即使在零輸入狀態時陀螺儀(yi) 仍是有輸出的，它的輸出是白噪聲和慢變隨機函數的疊加，受此影響，在積分的過程中，必然會(hui) 引進累計誤差，積分時間越長，誤差就越大。這時候便需要MEMS加速度傳(chuan) 感器的加入來對陀螺儀(yi) 進行校正。

　　由於(yu) MEMS加速度傳(chuan) 感器可以利用力的分解原理通過重力加速度在不同軸向上的分量來判斷傾(qing) 角。同時它沒有積分誤差所以MEMS加速度傳(chuan) 感器在相對靜止的條件下可以有效校正陀螺儀(yi) 的誤差，但在運動狀態下加速度傳(chuan) 感器輸出的可信度就要下降，因為(wei) 它測量的是重力和外力的合力。

　　目前，無人機在應用中的較常見算法，就是利用互補濾波，即結合加速度傳(chuan) 感器和陀螺儀(yi) 的輸出來算出角度變化。另外無人機應用的環境決(jue) 定了它所使用的MEMS傳(chuan) 感器必須適用於(yu) 各種惡劣條件，同時獲得高精度的輸出。

　　例如陀螺儀(yi) 的理想輸出是隻響應角速度變化，但實際上受設計和工藝的限製陀螺儀(yi) 對加速度也是敏感的，就是我們(men) 在陀螺儀(yi) 數據手冊(ce) 上常見的deg/sec/g的指標。

　　而對於(yu) 多軸飛行器的應用來說，這個(ge) 指標尤為(wei) 重要，因為(wei) 飛行器中的馬達一般會(hui) 帶來較強烈的振動，一旦減震控製不好，就會(hui) 在飛行過程中產(chan) 生很大的加速度，那勢必會(hui) 帶來陀螺儀(yi) 輸出的變化，進而引起角度變化，馬達就會(hui) 誤動作，最後帶給用戶的直觀感覺就是飛行器飛得不穩。

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