Gyroscope and accelerometer modeling and preprocessing caro design for an intertial navigation system

Abstract

ÖZ ATALETSEL SEYRÜSEFER SİSTEMİ İÇİN JIROSKOP ve İVMEÖLÇER MODELLEMESİ İLE ÖN İŞLEMLEME KARTI TASARIMI Ünver, Alper Yüksek Lisans Tezi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Tez Yöneticisi: Prof Dr. Kerim DEMİRBAŞ Ortak Tez Yöneticisi: Dr. Murat EREN Aralık 1996, 87 sayfa Bu tezde, Ataletsel Ölçüm Birimi (AÖB) için jiroskoplar ve ivmeölçerler üzerinde yapılması gereken ilk çalışmalar; ölçüm cihazlarının modellenmesi ve testleri, ölçüm cihazlarının çıkışlarının ön işlemlemesi ve bu cihazların AÖB içerisinde ki kalibrasyonu anlatılmış ve uygulanmıştır. Ölçüm cihazlarının modellenmesi ve modelde bulunan değişkenlerin belirlenmesi bu çalışmanın ilk aşamasıdır, ikinci olarak, AÖB için ön işlemleme kartı tasarımı anlatılmıştır. Bu kart üç tek eksenli ivmeölçer ve iki ikiz eksenli jiroskop sürülmesinden, bunların çıkışlarının ön işlemlemesinden ( filtreleme, demodulasyon, integrasyon) ve AÖB' nin diğer kısımlarında da kullanılan DC voltaj seviyelerinin oluşturulmasından sorumludur. Keywords : Ön İşlemleme Kartı^Ataletsel Ölçüm Birimi, Jiroskop, İvmeölçer. İv

ABSTRACT GYROSCOPE AND ACCELEROMETER MODELING AND PREPROCESSING CARD DESIGN FOR AN INERTIAL NAVIGATION SYSTEM ÜNVER, Alper M.S., Department of Electrical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Kerim DEMİRBAŞ Co- Supervisor: Dr. Murat EREN December 1996, 87 pages In this thesis, first studies on the gyroscopes and accelerometers for an Inertial Measurement Unit (IMU) design; like modeling and testing the sensors and preprocessing on the sensor outputs are explained and applied. Modeling and finding the model parameters of the sensors are the first part of this study. In second part, preprocessing card design for the full IMU is explained. This card is responsible for excitation of three single axis accelerometers and two twin axis gyroscopes, signal conditioning on the outputs of these sensors (filtering, demodulation, integration) and producing some DC voltage levels for the rest of the IMU. Keywords : Preprocessing Card, Inertial Measurement Unit, Gyroscope, Accelerometer. III