基于Matlab使用 System 对象模拟惯性测量单元测量仿真（附源码）

此示例演示如何使用 System 对象模拟惯性测量单元 （IMU） 测量。IMU 可以包括单个传感器的组合，包括陀螺仪、加速度计和磁力计。在下面的图中，除非另有说明，否则仅显示 x 轴测量值。

一、默认参数

陀螺仪模型的默认参数模拟理想信号。给定正弦输入，陀螺仪输出应完全匹配。

 二、硬件参数调优

以下参数对硬件限制或缺陷进行建模。有些可以通过校准进行校正。

MeasurementRange确定陀螺仪报告的最大绝对值。较大的绝对值将饱和。通过将测量范围设置为小于正弦真实角速度振幅的值来显示效果。

Resolution影响数字测量的步长。使用此参数对模数转换器（ADC）的量化效应进行建模。通过将参数增加到比典型值大得多的值来显示效果。

AxesMisalignment是传感器轴中的偏斜量。这种偏斜通常发生在传感器安装到PCB上时，可以通过校准进行校正。通过稍微倾斜 x 轴并绘制 x 轴和 y 轴来显示效果。 

ConstantBias由于硬件缺陷，在传感器测量中发生。由于这种偏差不是由温度等环境因素引起的，因此可以通过校准进行校正。 

 三、 随机噪声参数调谐

以下参数对传感器测量中的随机噪声进行建模。NoiseDensity是传感器测量中的白噪声量。它有时被称为陀螺仪的角度随机游走或加速度计的速度随机游走。

 BiasInstability是传感器测量中的粉红或闪烁噪声量。

RandomWalk是传感器测量中的布朗噪声量。它有时被称为陀螺仪的速率随机游走或加速度计的加速度随机游走。

 四、环境参数调整

以下参数对传感器环境变化引起的噪声进行建模。TemperatureBias是由于与默认工作温度的温差而添加到传感器测量中的偏差。大多数传感器数据表将默认工作温度列为 25 摄氏度。通过将参数设置为非零值并将工作温度设置为高于 25 摄氏度的值来显示此偏差。

TemperatureScaleFactor是由于工作温度变化而导致的传感器比例因子误差。这会导致测量缩放错误;换句话说，较小的理想值比较大的理想值具有较小的误差。该误差通过线性升高温度来显示。

 

AccelerationBias是由于线性加速度而添加到陀螺仪测量中的偏差。此参数特定于陀螺仪。通过将参数设置为非零值并使用非零输入加速度来显示此偏差。 

 五、程序

使用Matlab，点击打开。

打开下面的“IMUSimulationExample.m”文件，点击运行，就可以看到上述效果。

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