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技術 – 慣性系統

美新公司是全球領先的將固態慣性傳感器及系統用于航空航天、商業、汽車和工業應用的供應商,產品已在超過600種不同的飛機上應用。通過對高級MEMS陀螺儀及加速度計、GPS技術和先進DSP算法的封裝和集成,美新公司的低成本解決方案擁有獨特的性能及特征。美新的慣性傳感器及系統能廣泛用于空中、陸地和海上的環境控制、儀表測量和導航。

美新公司在過去的十年一直處于MEMS技術的前沿,并且已經擁有了廣泛且不斷增長的國際客戶群,在全球實現了超過10,000次的安裝應用。

美新公司成功開發了基于MEMS技術并通過FAA認證的姿態和航向參考系統(AHRS),該系統能具有優秀的性能、設計和技術,能廣泛用于通用航空、商業和軍事市場。

主要優點:

  • 堅固可靠(MTBF>30,000小時)
  • 應用領域廣泛、性價比高
  • 占地面積小
  • 用戶支持/工具

 

MEMS技術

微電子機械系統(MEMS)技術能夠開發具有高可靠性的固態慣性傳感器和系統,產品可廣泛用于靜、動態運動測量。MEMS基于微機械加工硅結構的慣性傳感器和系統,其采用慣性原理,檢測自由移動物體的線性和/或角度運動。

這些芯片級別的硅結構不包含可移動部件,能夠提供極低的功率和高可靠性,并且對振動和沖擊具有低靈敏度。由于這些特征,MEMS慣性傳感器應用領域廣泛,與大多數傳統機械和光纖慣性技術相比,具有明顯的尺寸、重量和成本優勢。

卡爾曼濾波

美新的慣性系統采用卡爾曼濾波(EKF)算法,提供了即時校準的角速度傳感器和線性加速度計。EKF算法采用來自加速度計、速度傳感器、磁力計和GPS(或者空速)的反饋,預測并修正軌道狀態和慣性傳感器的誤差。通過準確并有效地評估這些修正的能力,美新慣性系統能夠實現優秀的性能。

由于具有能夠評估姿態誤差和陀螺儀偏置狀態的能力,卡爾曼濾波姿態修正方法可以實現較高的系統性能。該方法的優勢是為軌道提供一個絕對姿態的誤差估計,從而修正由于物體噪聲干擾、陀螺儀誤差導致,同時可以追蹤陀螺儀偏移的問題,這實際上提供了一個在線的速度傳感器校準功能。

在過去十年,美新公司已經研發了具有自主知識產權的EKF算法,其中幾個用于慣性系統的EKF算法專利還獲得了獎項。作為產品持續改進過程中的一部分,美新公司將繼續擴大并優化其算法,以滿足用戶越來越復雜的應用需求。

傳感器集成

慣性系統采用多軸傳感器模組,能夠測量物體在自由空間內運動所產生的慣性。慣性系統的最普遍應用包括導航、姿態測量和平臺穩定。

美新公司提供了大量的慣性產品,這些產品基于MEMS加速度和角速度傳感器技術的結合。更高集成的美新系統包括了三軸加速度計、GPS接收器和空氣數據計算機的基準數據,提高了產品的整體功能和性能;同時,美新所有的慣性系統都設計成在沒有任何外部輔助的情況下可進行操作。

通過測量三正交軸中的加速度以及每個軸的角速度,使傳感器能夠完成精確的姿態傳感,從而計算出相對于重力矢量的橫滾角和俯仰角。通過計算相對于地球磁場矢量的z軸偏航角度,可以計算航向。GPS和/或空速(來自空氣數據計算機)的集成能夠為卡爾曼濾波提供信息,從而為姿態確定提供更好的修正,有能力進一步估算加速度計和磁力傳感器的誤差,包括偏置、比例因素和未對準等情況。

Memsic Technology- Inertial Systems
MEMSIC is a leading supplier of solid-state Inertial Sensors and Systems
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