地磁传感器误差参数估计与补偿方法

地磁传感器误差参数通常在事前标定校准,但校准参数在长时间的置放后,或者应用环境的发生改变时,地磁传感器校准参数将会发生变化,从而造成磁测补偿效果并不理想。为期解决上述问题,本文提出了基于滤波技术的地磁传感器误差参数估计与补偿方法。仿真结果表明该方法是可行的,最为重要的是磁传感器通过参数估计与磁测补偿后,其测量精度最少提高了一个数量级。     

倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法

针对仿生偏振光-地磁-GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求,设计一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统.详细介绍了三维地磁传感器的原理、设计方法,分析了影响传感器精度的误差来源,并有针对性地进行了误差分析与补偿方法的研究.本传感器可实现航向角、俯仰角以及横滚角的动态实时测量,为多信息源融合下的自主导航系统提供一种精确有效的地磁导航辅助信息.     

基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法

考虑现有多轴磁传感器的标定补偿方法普遍存在计算量较大、操作时间长、场地要求面积大、标定设备要求高等问题,提出了基于椭球拟合的三轴磁传感器误差标定补偿方法。在分析传感器误差产生机理的基础上,建立了磁传感器误差模型,推导了误差系数的解算公式,并利用椭球拟合的方法对三轴磁传感器进行了测试标定与误差补偿。实验结果表明,该方法能够正确、有效地标定补偿三轴磁传感器不正交误差、灵敏度误差和零偏误差,具有修正过程简捷、省时、精度高特点不依赖于精密仪器提供准确的方向基准、水平基准等,能够广泛应用于多轴矢量传感器的误差标定和有效补偿。     

基于磁阻传感器的组合定位系统及误差补偿

详细介绍GPS和磁阻传感器组合定位系统的系统组成、工作原理,并介绍了磁阻传感器的测量原理和误差补偿算法,实验说明GPS/MR组合定位系统可快速、连续地确定移动载体的位置。     

基于椭球拟合的三轴加速度计误差补偿方法

为了提高三轴加速度计的测量精度,采用一种基于椭球拟合的方法对传感器进行误差补偿,首先建立传感器误差数学模型,然后推导出椭球的二次曲面一般方程,根据最佳椭球拟合条件,解算出误差补偿方程.经过实验证明,该算法把三轴加速度计测量精度控制在0.4％以内.     

三轴磁传感器分量误差两步校正方法

在三轴磁传感器测量误差校正方面,传统的椭球拟合算法只能实现磁场总量的校正,没有给出明确的测量误差模型参数求解方法,无法保证磁场分量校正效果。针对此种情况,提出三轴磁传感器分量误差的两步校正方法。第一步,建立三轴磁传感器测量误差模型,利用椭球拟合算法求解中间参数;第二步,对中间参数进行解耦,得到实际三轴磁传感器测量误差模型参数,从而实现三轴磁传感器的磁场总量和分量校正。仿真结果表明该方法能够精确求解出三轴磁传感器测量误差模型参数,从而有效实现三轴磁传感器分量误差校正。实验结果验证了该方法的有效性。     

经纬仪水平度传感器安装误差补偿方法

针对经纬仪水平度传感器存在安装误差的问题,分析了竖轴倾斜误差补偿中水平度传感器安装误差存在形式;推导了传感器安装误差对水平度检测结果的影响公式,在此基础上研究了安装误差对传感器测量值的影响规律,在绕竖轴的旋转平面内的安装误差,在经过粗调平后,对最终检测结果的影响可以忽略不计,在传感器所在铅锤面内的安装误差对测量值的影响在对径位置上相同;因此设计了相应的传感器安装误差补偿方法,从而修正了经纬仪水平度传感器安装误差对水平度检测的影响。     

基于变换无迹卡尔曼滤波的随钻测量误差在线辨识

针对随钻测量(MWD)工作环境复杂多变,随钻器件测量的精度降低的问题,设计了基于变换无迹卡尔曼滤波(TUKF)法对测量误差进行在线辨识和补偿.首先,建立加速度计和陀螺仪的输出误差模型,选取导航误差参数以及传感器误差参数作为系统状态变量;然后,以钻杆钻进时实时解算出的姿态角与钻机每次停机时的钻具姿态角作差作为系统观测量,设计状态方程和量测方程对惯性器件误差进行在线辨识;最后,通过误差补偿方程对惯性器件进行补偿.运用此方法分别设计了振动台实验、模拟钻进实验和钻进实验,实验结果表明,设计的在线辨识方案通过标定补偿后,随钻测量中钻具的工具面角输出误差减小到0.8°,倾斜角输出误差减小到1°,比无迹卡尔曼滤波方法精度提高了50％,所提方法克服了随钻测量时钻具振动带来的影响,为实际钻井进一步提高数据可信度提供理论依据.     

基于变换无迹卡尔曼滤波的随钻测量误差在线辨识

针对随钻测量(MWD)工作环境复杂多变,随钻器件测量的精度降低的问题,设计了基于变换无迹卡尔曼滤波(TUKF)法对测量误差进行在线辨识和补偿.首先,建立加速度计和陀螺仪的输出误差模型,选取导航误差参数以及传感器误差参数作为系统状态变量;然后,以钻杆钻进时实时解算出的姿态角与钻机每次停机时的钻具姿态角作差作为系统观测量,设计状态方程和量测方程对惯性器件误差进行在线辨识;最后,通过误差补偿方程对惯性器件进行补偿.运用此方法分别设计了振动台实验、模拟钻进实验和钻进实验,实验结果表明,设计的在线辨识方案通过标定补偿后,随钻测量中钻具的工具面角输出误差减小到0.8°,倾斜角输出误差减小到1°,比无迹卡尔曼滤波方法精度提高了50％,所提方法克服了随钻测量时钻具振动带来的影响,为实际钻井进一步提高数据可信度提供理论依据.     

压力传感器及误差补偿

介绍了压力传感器、变送器、智能压力传感器,对压力传感器的零点漂移、压力灵敏度、非线性误差进行补偿。设计了压力变送器、温度变送器、A/D转换器和单片机电路。较好地补偿压力传感器的误差,提高测量精度一个数量级别,达到测量精度0.1%±1字。     

三轴加速度传感器安装误差标定方法研究

针对三轴加速度传感器在车辆行驶状态测量方面的应用,研究了三轴加速度传感器在车辆上的安装误差问题,提出了一种通过数学解算模型对安装误差进行标定的方法.标定过程无需借助其他测量仪器,只需要使用安装后的传感器进行多次测量,通过数学模型解算这组测量数据即可实现安装误差的测量与标定.通过实验验证,此方法方便有效,标定误差小于±3...     

传感器实时动态补偿方法与误差分析

为了改善传感器动态特性,用零极点相消的补偿原理拓宽传感器系统的工作频带.研究了极点建模误差对传感器补偿效果的影响.分析一阶系统、二阶系统的极点建模误差与工作频带拓宽之间的关系,给出相应的关系图.得出结论:一阶系统,补偿效果只与建模误差有关,补偿效果较明显;二阶系统,补偿效果由误差与阻尼比决定,阻尼比越大,要求其极点实部精度越高,而其虚部精度要求越小,且阻尼比小于0.1时,其实部误差可以忽略不计,仿真结果与理论一致.定量分析补偿后噪声的放大程度与工作频带拓宽之间的关系,为实时补偿提供依据.并在数字信号处理器(DSP)中实现实时补偿系统,实时观察输出结果,验证了该系统的稳定性和可行性.     

基于预处理总体最小二乘迭代的地磁标定补偿

针对地磁敏感器易受干扰的特点,提出了一种预处理总体二乘迭代地磁标定补偿方法.分析了地磁敏感器的误差模型并提出校正模型,分析模型特点并转换为9个参数量的估计问题,将地磁数据进行希尔伯特黄变换(HHT)滤波处理,提高信噪比,用牛顿迭代法结合最小二乘估计计算待求的9个参数.实验结果表明:方法无需额外设备与器件,可以持续更新校正参数,且优于两步估计法的补偿精度,很好地标定补偿了地磁敏感器.     

三轴加速度传感器校正方法研究

加速度是研究汽车安全的重要数据来源,而要获得可靠的加速度参数则要求加速度传感器有较高的精确性,针对三轴加速度传感器基本标定和坐标轴不垂直的校正问题,设计了相应的加速度传感器校正模型和模型求解算法,并通过实际测试对比加速度传感器在校正前和校正后的精度,从而来验证校正方法的可用性.经过该方法校正的多轴加速度传感器可以将不垂...     

机电误差互补法在力传感器中的应用

介绍了机电误差互补法的基本原理和给出了应用于力传感器的试验结果。这种方法能有效地提高力传感器的实测精度 ,在传感器安装尺寸受限的情况下 ,更显示出其优越性 ,因而在应用工程中有实用意义。工艺方法是发展这一技术的关键。     

改进的自适应神经模糊推理系统的角度传感器误差补偿方法

角度传感器测量精度控制在工程应用中非常重要, 直接影响其实际应用的效果. 当被测物理量和角度传感器输出之间为复杂非线性关系时, 传统方法已难以获得满意的结果. 本文引入了一种基于改进的自适应神经模糊推理系统的误差补偿方法, 阐述了模型建立过程与步骤, 并对一个16位绝对式光电编码器进行了精度检测与误差补偿. 实验结果证明, 与多项式拟合法和BP神经网络相比, 改进的自适应神经模糊推理系统可显著提高光电编码器的测量精度; 相比于补偿前, 补偿后光电编码器测量精度可至少提高7.5倍.     

油井作业中传感器误差补偿方法的研究

为了提高油井作业中压力传感器的测量精度,提出了一种基于粒子群优化BP神经网络的误差补偿方法.利用粒子群算法的全局寻优和收敛速度快的特点,训练网络的权值,能有效地改善BP神经网络传统算法的收敛速度和学习能力.结果表明:这种方法大大提高了压力传感器在油井作业中的测量精度和稳定性,也提高了油田作业的工作效率.     

Modeling for soft sensor systems and parameters updating online

Soft sensor technology is an important means to estimate important process variables in real-time. Modeling for soft sensor system is the core of this technology. Most nonlinear dynamic modeling methods integrate the processes of building the dynamic and static relationships between secondary and primary variables, which limits the estimation accuracy for primary variables. To avoid the problem, a kind of soft sensor model consisting of a dynamic model in cascade with a static one is proposed. The model identification and update online are conducted in substep way. In order to improve the model update efficiency, two improved Gauss–Newton recursive algorithms, which avoid nonsingular covariance matrix, are proposed for time-invariant and time-variant soft sensor systems. The uniform convergence for dynamic model parameter and the existence of estimation deviations for static model parameters are proved for time-invariant soft sensor system. The parameters of time-variant soft sensor system would be boundedly convergent. Case study confirms that, on the basis of the proposed model and recursive algorithms, the dynamic and static characteristics of soft sensor system can be described efficiently, and the primary variables are ensured to be estimated accurately.     

三轴电子罗盘的设计与误差校正

介绍了三轴电子罗盘的测量原理.利用各向异性磁阻传感器和加速度传感器研制了带倾斜补偿功能的三轴电子罗盘,并论述了电子罗盘的硬件设计和软件流程.针对电子罗盘传感器的误差特点,采用十二位置标定法实现了罗盘的校正.在罗盘处于不同倾斜的情况下进行圆周测试,经误差校正和倾角补偿后的轨迹是大体重合的圆,有效降低了罗盘误差.在某些具备翻滚条件的应用场合,该校正方法还可有效补偿电子罗盘的罗差.