MEMS IMU的减振措施

无人机IMU减震设计 本文探讨了无人机减震系统的设计原理与优化方法。通过分析弹簧阻尼系统的伯德图特性,指出减震系统本质上是一个低通滤波器,其自然频率应低于机体振动频率才能有效滤除高频噪声。研究提出降低系统固有频率的两种方法:使用更软的减震材料或适度增加飞控板质量,但后者需谨慎以避免低频晃动加剧。文中详细阐述了减震系统设计流程,强调振动隔离而非重量增加是核心解决方案,并提供了具体的验证方法,包括质量测量、减震材料选择以及通过FFT分析进行性能评估。最后指出理想的减震效果应使关键频率振动幅值控制在30mg以下,同时避免低频振动放大。 阅读详情

第一类措施:机械隔离

  1. 采用减震材料:使用具有高阻尼特性的弹性材料,利用材料的弹性和内摩擦消耗振动能量,降低传递到IMU的振动幅度。在使用时考虑材料的硬度/刚度、阻尼系数、环境适应性、安装方式。

  2. 悬架系统:将IMU安装在由弹性元件和质量块构成的系统上,利用其固有频率远低于主要干扰频率的特性进行隔离。

  3. 隔振平台:在IMU和振动源之间增加一个具有高惯性和良好阻尼的中间质量块,吸收并耗散振动能量,阻止振动直接传递。

第二类措施:结构设计优化

  1. 1.内部结构加固与阻尼:封装内部集成微型减振结构或填充阻尼材料,保护MEMS芯片:采用更坚固的封装材料和结构设计,提高自身刚度,减少因振动引起的形变。

  2. 系统级安装设计:尽可能远离如发动机、推进器、电机、齿轮箱、风扇等主要振动源:确保IMU安装支架或底座本身具有足够的刚度和强度,避免支架自身共振放大振动,采用刚性连接件,避免松动

  3. 如果使用多个IMU,可考虑对称布局以抵消部分振动影响:尽量将IMU安装在设备重心附近,减少角振动的影响。

开拓导控旗下的MEMS陀螺模组,惯性测量模组,运动传感器,航姿参考模组等产品具有采用科学减振措施,有效降低振动对产品输出指标的影响。低振动整流误差,有效保证了产品的可靠性。可原位兼容ADIS16475/ADIS16505/ADIS16488/ADIS16495/ADIS16467以及STIM300/STIM210/STIM202/HG4930等产品。

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