新型双级解耦合微机械陀螺设计与仿真

在分析了微机械振动式陀螺机械耦合误差的基础上,提出了一种新型的双级解耦合的陀螺结构,可将驱动模态和检测模态完全隔离,以避免驱动对检测的同频干扰。通过在敏感质量和检测质量间用弹性连接来抑制和减小机械耦合误差。文中还对新结构进行有限元模拟,最后分析了系统频响。     

虚拟陀螺技术研究

提出了一种基于阵列数据融合的虚拟陀螺技术来提高微机械陀螺的精度.其将多个同类型的陀螺组合形成阵列.采用Allan方差方法提取微机械陀螺的速率随机游走、角度随机游走等噪声,并利用阵列陀螺间同类噪声的相关性建立卡尔曼滤波器的系统噪声方差阵及量测噪声方差阵,设计实现了静态和动态两种最优滤波器对陀螺的输出进行最优估计.实验结果显示:三个偏置稳定性为35 deg/hr的微陀螺经静态、动态滤波后,所形成的虚拟陀螺偏置稳定性分别降至0.15 deg/hr和20deg/hr,表明该虚拟陀螺技术可有效提高微机械陀螺的精度.     

电容式微机械陀螺仪信号检测电路

本文提出了一种电容式微机械陀螺仪信号检测方案。该方案与将信号调制到高频后再检测的方案不同,所提方案只需在质量块上加一稳定直流电压,然后与敏感前端CV转换电路相连接,完成电容变化信号到电压信号的检测,因此,简化了电路结构,并且可以消除静态检测电容不相等所造成的误差和获得较低的等效输入噪声。文章对所设计的电路进行了简要介绍,并且对电路噪声性能进行了分析与推导,在Cadence环境下, 基于标准 0.25 um COMS工艺模型, 对电路进行设计和仿真,显示该电路可达1.2aF的电容分辨率。     

一种Z轴微机械陀螺的自解耦方法研究

在分析了微机械陀螺机械耦合误差产生原因的基础上,提出了一种解耦梁方案,可以从结构上消除振动式微机械陀螺敏感模态对驱动模态的耦合影响;基于该解耦梁方案设计了一种新型的Z轴微机械陀螺结构.分析表明,该陀螺结构消除了敏感模态对驱动模态的耦合影响,实现了解耦设计的目的.     

硅微机械陀螺的接口检测技术

研究了微陀螺的电容变化率为１０－７～１０－８时的微弱输出信号的检测技术,这是微机械器件研制中具有普遍性的技术难点。在研究检测微小电容变化量的积分电路的基础上,进一步采用了可抑制低频噪声和漂移的相关双采样技术,以及抑制由开关的电荷注入引起的误差的技术。     

一种改进的振动式微机械陀螺驱动电路

采用闭环控制电路使振动式微机械陀螺驱动模态保持谐振是提高其灵敏度和稳定性的最为直接、有效的方法.基于锁相控制环路是目前振动式陀螺驱动广泛采用的控制方法之一.对包括陀螺在内的锁相环各个环节进行了建模.对各部分模型线性化处理后,推导了微机械陀螺锁相环控制电路的系统传递函数.传递函数的分析表明该系统是一个有差系统,即压控振荡器发生频率和陀螺谐振频率总是存在一定的频差.文中引入了校正环节来消除稳态误差.采用音叉电容式微机械陀螺进行了实验,转台实验显示刻度因子有所提高,表明该控制方案能够有效的提高陀螺的灵敏度及其稳定性.     

关于提取微机械陀螺仪输入角速度的研究

研究了陀螺的输出信号,包括被两次调制的哥氏加速度信号和机械耦合误差、电子机械耦合误差等误差信号,以及对它们做信号处理获得输入角速度信号的技术     

基于玻尔兹曼的微机械陀螺温度误差补偿

使用最优拟合的方法,在一定的温度范围内,对微机械陀螺仪温度误差建模,通过温度误差模型对陀螺仪输出进行温度误差补偿。应用线性拟合和玻尔兹曼拟合方法对实验数据进行按拟合修正,该方法减小了温度对微机械陀螺仪的影响,并验证玻尔兹曼误差模型的正确性与可实用性。补偿后的数据较陀螺原始数据零偏,提高了1~2个数量级。在工程实际中有一定的实用参考价值。     

一种用有限元工具仿真水平轴微陀螺解耦性能的方法

提出了一种用有限元工具ANSYSTM的谐响应分析功能仿真陀螺在模态频率下位移的方法.利用这种方法,仿真得到了陀螺模态间的机械耦合,并通过测试对仿真结果进行了验证.这种方法还能仿真由于工艺误差造成的结构不对称性对陀螺性能的影响,并证明了双解耦性能有利于抑制这种不对称带来的误差.     

一种新型解耦陀螺的结构及电路设计

提出了一种新型的静电驱动微机械陀螺结构,采用两组对称的梳齿结构作为驱动电极,同时采用中央质量块栅格和另外一组梳齿两种结构检测感应模态的振动.该结构阻尼系数小,可达到较高的测量分辨率和准确率.本文采用解析方法和有限元法分析了该结构的振动阻尼特性、机械解耦和噪声特性以及梳齿结构的电磁学特性.提出了该结构的驱动电路和信号检测电路,并对电路特性进行了仿真分析.     

一种计算机视频监控系统的精确标定算法*

通过对整个计算机监控系统的误差源进行详细分析,将这些误差划分为制造误差、测量误差、计算误差三大类.在此基础上,提出了一种高精度的标定方法.此方法将标定过程明确划分为标定数据的提取、标定模型的建立、摄像机内外参数的计算和优化、畸变校正四个阶段.随着标定过程的推进,先后对图像像素量化噪声误差、图像坐标轴正交误差、不对心误差、镜头的径向畸变误差和切向畸变误差进行了修正.实验结果表明,标定方法非常精确,最后的标定总误差被控制在0.06个像素单位以内.     

未知噪声背景下多声源方位角的估计方法

以平面波、窄带声源的阵列测向模型为基础,利用阵列信号处理的理论和方法,在假设理想的白噪声背景下,对均匀线阵接收的信号数据,采用多信号分类法（ＭＵＳＩＣ法）,利用其正交性的谱估计来判断声源的方位角。在此基础上,对不少实际环境中的噪声模型是非白和不确定的情况下,提出一种辅助阵元的方法,以确定在未知噪声背景下利用ＭＵＳＩＣ法确定多声源的方位角。声学实验证实,在实际环境中,该方法能很好地分辨多声源的方位角,且标准差很小。通过与假想的白噪声环境进行对比,本文方法能有效地消除实际环境带来的测向误差,大大提高测向分辨率,由此证实了该方法的有效性。     

基于小波变换和神经网络的车内噪声信号重构

为获取较高精度车内噪声主动控制(Active Noise Control, ANC)参考信号,提出了一种基于小波变换和BP神经网络的车内噪声信号重构方法。以在某轿车采集到的噪声信号为基础,用声学传递路径分析(TPA)方法确定影响车内噪声的关键点信号。鉴于噪声源信号对车内信号非线性关系的复杂性,建立BP神经网络的噪声重构模型,并利用小波分解来降低噪声信号的非平稳性。为对比重构效果,建立BP神经网络噪声重构模型。结果表明,本文提出算法的重构值与实测值之间的平均绝对误差比BP神经网络小,并且基于小波变换和BP网络重构模型的平均绝对误差均小于0.01。该方法能够对车内噪声信号进行准确、有效的重构。     

非加性噪声情形下卡尔曼滤波器的推广

在数字信号处理中,得到的信号总是或多或少伴随着噪声。如何去除噪声,恢复真实的信号,是信号处理面临的首要问题。一般情形下我们都假定噪声是加性的,即噪声是不依赖于信号的,此时,卡尔曼滤波器是一种非常简便的降噪方法,它是一个最优化自回归数据处理算法,是用前一个估计值和最近一个观察数据来估计信号的当前值,是用状态方程和递推的方法进行估计的,而且它在均方误差意义下是最优的。本文将噪声推广到一般的乘性噪声的情形,利用卡尔曼滤波的基本思想,同样可以得到均方误差意义下的最优滤波,最后通过一个模拟的例子验证了该方法的有效性。     

带噪声抑制的GPS姿态测量算法

利用GPS载波相位测量载体的姿态时,各种误差源对定姿精度有很大影响。基于载波相位双差观测模型,分析了载波相位误差和接收机到卫星的可视矢量（LOS）误差以及这些误差在姿态测量中的影响权重。针对传统最小二乘方法中仅考虑观测矢量噪声的局限性,在基线解算过程中采用同时考虑LOS组成的设计矩阵和观测矢量噪声的总体最小二乘（Total Least Squares,TLS）方法,并从理论和实验两个方面证明该方法能有效抑制噪声影响,提高姿态解算的精度。     

Bias-corrected realized variance under dependent microstructure noise

The aim of this study is to develop a bias-correction method for realized variance (RV) estimation, where the equilibrium price process is contaminated with market microstructure noise, such as bid-ask bounces and price-change discreteness. Although RV constitutes the simplest estimator of daily integrated variance, it remains strongly biased, and many estimators proposed in previous studies require prior knowledge about the dependence structure of microstructure noise to ensure unbiasedness and consistency. The dependence structure is unknown however, and needs to be estimated. A bias-correction method based on statistical inference from the general noise dependence structure is thus proposed. The results of Monte Carlo simulation indicate that the new approach is robust with respect to changes in the dependence of microstructure noise.     

高精度微弱信号检测装置设计

为了更好地提取被强噪声淹没的微弱信号,适应工业发展的需求,结合实际项目,利用同步外差技术设计了一个以STM32F107VC微处理器为控制单元,以MC1496为检测核心的微弱信号检测装置,从设计的微弱信号检测装置的检测精度要求出发,分析检测装置误差来源,并提出减小误差的解决方案,通过实测的数据进行了验证,实验结果表明:该装置可以实现对不同频率信号的识别和检测,具有很高的精度.     

一种点云数据噪声点的随机滤波处理方法

目前逆向工程中广泛采用激光扫描法来获取数据，测量过程中不可避免地混有不合理的噪声点，导致重构的曲线、曲面不光滑，因此，需要去除数据中的噪声点。对激光线扫描法获取数据的噪声点处理方法进行了研究。噪声点处理方法与点云数据的排列形式有关，通过对点云数据噪声数学模型的分析，认为激光线扫描法获取数据时，噪声点的产生主要是由随机误差引起的，其特点是幅值大，在光刀扫描线上引起较大的尖峰，据此提出一种简单、快速、实用的降噪方法——随机滤波法。该方法通过比较连续点之间的相对位置，给定一个阈值，将其中位置起伏较大的点判定为噪声点并予以去除。通过实例验证该方法能满足曲线、曲面重构的要求。     

某民用直升机舱内噪声水平仿真分析研究

声学仿真分析是进行直升机舱内降噪设计的有效技术手段,良好的降噪设计有利于提升民用直升机的市场竞争力。结合试验数据和统计能量法分析了某民用直升机的舱内噪声源贡献度,进而采用声学边界元法分析了该型机的舱内噪声水平。研究表明,该型机舱内主要噪声源为：主减振动、发动机振动、主减空间辐射声、发动机空间辐射声和油箱舱空间辐射声,在无内饰状态下人耳敏感频率范围内的舱内场点噪声为129 dB,蒙皮、整流罩和挡板是影响舱内噪声水平的关键结构,在考虑内饰材料后,场点噪声最大可下降5 dB。该分析思路可以为直升机舱内降噪设计提供技术支持。     

Analysis of the environmental magnetic noise rejection by using two simple magnetoelectric sensors

We have evaluated the performance of a classical differential technique to reject magnetic or, in a lesser extent, the vibrational coherent noise sources sensed by two identical magnetoelectric (ME) laminated sensors with the help of a data logger. The signals of two ME sensors were directly subtracted given highly homogeneous external noise. Through a signal processing technique, the intrinsic noise of the ME sensor systems was obtained to be 20 pT/√Hz with a rejection factor of the external homogeneous noise sources of 20. The latter is mainly limited, as theoretical described, by the incoherent noise and discrepancy between the sensors. To demonstrate the efficiency of this technique by using ME sensors, internal noise tests were also performed in a magnetic shielding chamber for individual ME sensor and shown to be close to that of the sensors in an open environment.