企業の帯域幅とシステムの安定性におけるそのアプリケーションを理解する

監視装置、海洋マイクロ波受信機、赤外線画像システムやその他の計器システムを設置する無人航空機には、最高のパフォーマンスを達成するために安定したプラットフォームが必要ですが、通常、使用中に振動やその他の種類の有害な動きの適用に遭遇することがあります。
通常の車両の振動や運動による通信の中断、ブレ、その他多くの動作により、機器の性能が低下し、目的の機能を実行する能力が低下します。安定したプラットフォームシステムは、この種の動きを率先して排除するために閉ループ制御システムを採用し、これらの機器を達成するための重要な性能目標を確保します。
図 1 の全体図はプラットフォーム安定化システムで、サーボ モーターを使用してスポーツに合わせて角度を調整します。計器プラットフォームに動的軸受情報フィードバック センサーを提供します。フィードバックコントローラーはその情報を処理し、サーボモーター制御信号の補正に変換します。

図 1 の基本的なプラットフォーム安定化システム。
安定したシステムの多くは複数の軸のアクティブな補正を必要とするため、慣性測定ユニット (IMU) には通常、フィードバック検出を提供するために、少なくとも 3 軸のジャイロスコープ (角速度を測定) と 3 軸の加速度計 (加速度および角度方向を測定) が含まれています。フィードバック センサーの最終的な目標は、プラットフォームがスポーツを行う場合でも、正確な方向測定のプラットフォームを提供することです。 「センサー技術はどのような状況でも正確な角度測定を提供できるため、通常、IMU の安定したプラットフォーム システムは 2 つまたは 3 種類のセンサーの各軸で使用されます。
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加速度計、静的および動的加速度の各軸に応答します
。 「静的加速度」 奇妙な言葉のように思えますが、重力に応答するという重要なセンサーの動作が含まれます。動的加速度がないと仮定し、センサー誤差を校正することで除去すると、各加速度計の出力は相対的な軸の向きを表します。安定したシステムの条件下での振動と加速度を判断するために、通常はフィルタリングと融合処理が行われます (複数のセンサータイプの読み取り値を組み合わせて、最適な推定値と結論付けられます)。
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ジャイロスコープを適用して、
限られた期間内で角速度ポイントを介して角速度ジャイロ測定を実行し、角度測定に影響を与えるバイアス誤差が発生します。ジャイロの性能や装置のバイアスは、さまざまな環境要因の感度に関連して時間の経過とともに蓄積されることがよくあります。これらの要因には、温度、回転軸からの電力変化、線形加速度 (直線加速度および整流 g & g 倍、g) が含まれます。直線加速度を高度に抑制した高品質のジャイロの校正により、これらのデバイスは、低周波情報を提供する加速度計に加えて、広帯域
の角度情報を提供することができます。 >>>> 3

軸磁力計、3 つの軸から磁界の強さ
を測定します。磁力計がモーター、ディスプレイ、その他の動的磁気干渉源に近い場合、その精度を管理するのは非常に困難ですが、多くのシステムでは加速度計とジャイロスコープのみを使用しますが、磁力計を
使用すると、システム全体の測定精度が向上します。図 2 は、ジャイロスコープと加速度計を使用して測定する方法を示しています。これらの基本的な機能を利用するだけでなく、同時に

図 2 の弱点の影響を最小限に抑えます。シングル シャフト センサー出力の
ローパス加速度計とクアルコム ジャイロの磁極位置の組み合わせは、通常、フィルターの用途、位相遅延精度、振動、および「通常」の動きの予測に依存し、位置の決定に影響を及ぼします。また、重み付けされた動作にも影響を与える可能性があります。拡張カルマン フィルターは、フィルタリングと重み付け関数を組み合わせたもので、

MEMS IMU 安定システムの新しい開発における周波数応答解析の計算例です。IMU の周波数応答はコントローラーの設計に直接影響を与えるため、特に新世代の高帯域幅の設計を検討する際に、周波数応答が非常に重要であることを理解します。この情報は、ジャイロスコープの振動応答を予測するのに非常に役立ちます。