基于插值法的MEMS陀螺温度补偿方法

温度对微机电系统(MEMS)陀螺零偏影响较大,是影响其测量精度的主要因素之一。该文通过温度循环试验,建立了陀螺零偏与温度间的关系。采用多元逐步回归法和温度分段插值法建立了陀螺零偏温度补偿模型。试验结果证明,两种方法均能准确地反映陀螺零偏随温度变化的情况,且温度分段插值法可以消除明显的趋势项。与多元逐步回归法相比,补偿后全温零偏误差的峰峰值由0.025 (°)/s减小到0.015 (°)/s,全温零偏稳定性由32.9 (°)/h提高到14.2 (°)/h。     

基于小波包-神经网络的MEMS加速度计零漂补偿

针对微机电系统(MEMS)加速度计零位漂移大的问题,研究了一种基于Birgé-Massert(BM)阈值小波包降噪的广义回归神经网络对MEMS加速度计零位漂移进行非线性抑制的新方法。该方法首先利用BM阈值小波包滤除零位漂移中的噪声,然后利用广义回归网络对非线性数据的无限逼近原理,来建立MEMS加速度计的零漂模型。将实测数据代入模型,计算结果表明,经过该模型补偿后的零漂输出结果同未经补偿、最小二乘拟合补偿、未经滤波建模补偿相比,均值分别减小97.4%、67.8%、67.8%,均方差分别减小87.4%、87.5%、90.9%;利用训练后的模型进行实时补偿延迟时间为10-5 s。分析结果证明了基于BM阈值小波包降噪滤波技术的广义回归网络组合模型的有效性和合理性。     

MEMS陀螺仪开机漂移的补偿

微机电系统(MEMS)陀螺仪体积很小,开机时产生的功耗会导致较大升温,造成电性能漂移严重,增加启动时间。为解决这个问题,分析了MEMS陀螺仪中对温度敏感的环节,并建立温度模型。通过对温度特性的补偿得到最小化的开机漂移。然后设计了一款MEMS陀螺仪电路以实现开机漂移的补偿。实测结果表明,采用该补偿方法,能够把100 s内的开机漂移减小到0.06°/s,满足应用需求。     

FA优化BP神经网络的MEMS陀螺仪温度漂移补偿

微电子机械系统(MEMS)陀螺仪输出易受环境温度的影响,产生温度漂移,测量精度降低,为解决这个问题,提出一种萤火虫算法(FA)优化BP神经网络的温度漂移补偿方法,在传统的BP神经网络中,存在易陷于局部极值的问题可能降低建模精度甚至导致建模失败,而此方法可以避免这个问题。首先在全温区(-40℃～+70℃)选取7个温度点进行测试,接下来采用该方法建立MEMS陀螺仪温度漂移模型并进行实际验证,验证结果表明该方法可以明显降低MEMS陀螺仪温度漂移,且相比于传统BP神经网络,其补偿效果也有较大幅度提升。     

一种灵敏度漂移自补偿型MEMS电场传感器

针对温度和应力变化带来的电场传感器灵敏度漂移和测量误差问题,该文提出一种具有灵敏度漂移自补偿功能的微机电系统(MEMS)谐振式电场传感器。传感器结构中,感应电极用于测量外部电场,参考电极用于监测可动结构振动信息;基于振动相位和锁相环技术实现传感器谐振频率自动跟踪,利用参考电极输出信号对感应电极输出信号进行实时补偿,提高传感器灵敏度的稳定性。该文开展了敏感结构设计和理论分析,研制出传感器样机,并进行了样机标定测试。测试结果表明,在±18 kV/m电场范围内,传感器线性度达到0.21%,3个往返行程总不确定度达到1.34%;在–40°C～70°C温度范围内,灵敏度相对漂移量小于3.0%,具有良好的灵敏度漂移自补偿效果。     

导引头中MEMS陀螺漂移补偿算法研究

为了提高MEMS陀螺在导引头中的测量精度,提出了一种基于坐标变换的零漂补偿算法,通过Matlab进行仿真分析,在导引头系统中进行试验验证,结果表明该方法明显的降低了MEMS漂移,有效地提高了导引头制导精度.     

基于PSO优化SVM的MEMS加速度计温度补偿方法研究

温度对MEMS加速度计性能的影响至关重要。结合扭摆式硅微加速度计的结构及温度特性,采用基于自适应权重的粒子群优化算法来优化支持向量机算法,创建MEMS加速度计温度补偿模型,并利用STM32F405RG64实现实时温度补偿系统。实验结果表明,补偿后加速度计的标度因数温度系数、全温零偏极差、非线性度分别由补偿前的264 ppm/℃,71.98 mg,2.07%降低到105 ppm/℃,10.31 mg,0.25%,可见补偿后加速度计的性能得到比较明显的改进,能证明该方法的有效性和可行性。     

基于神经网络的MEMS陀螺标定与补偿

针对微机电系统(MEMS)陀螺低转速区间上非线性性能很强,采用传统方法对其标定误差较大,满足不了实际应用的问题,因此,采用了一种基于误差反向传播(BP)的神经网络的标定与补偿方法。设计了一组基于优先数的速率点,利用三轴转台进行12组速率实验,用最小二乘法求出在传统数学模型下的待标定系数;将三轴MEMS陀螺的输出和转台的实际转速作为样本,对BP神经网络进行训练,得到神经网络的补偿模型,并对比两种方法的补偿效果。结果表明,传统方法和BP神经网络都对MEMS陀螺的输出进行了有效的补偿;但在低转速区间上,神经网络的补偿效果比传统方法提高了3倍左右。     

一种新的MEMS陀螺温度误差建模与补偿方法

为了减少温度对微机电系统(MEMS)陀螺仪测量精度的影响,改进了一种不需要测量温度的MEMS陀螺温度误差建模与补偿方法。该方法首先通过多项式拟合得到MEMS陀螺全温区零偏与温度的多项式模型,并根据最小二乘法原理确定模型阶数,然后通过分析温度对驱动轴相位的影响,得到驱动轴相位的温度模型,最后得到零偏与驱动轴相位的多项式拟合模型并针对该模型对陀螺零偏进行补偿。实验结果表明,该方法能降低温度造成的陀螺误差,提高MEMS陀螺的使用精度。     

MEMS加速度计的误差补偿方法北大核心

温度误差和非线性误差是影响MEMS加速度计精度、限制其应用领域的两个重要因素。研究了国内外MEMS加速度计误差补偿方法,分析了MEMS加速度计的温度误差和非线性误差来源。为了消除一款50g量程的数字式MEMS加速度计的误差,采用分段线性拟合插值法进行了零偏温度补偿;同时采用基于预测模型的分段插值法对加速度计的非线性误差进行了校正。测试结果表明,经过补偿后,加速度计全温区(-40℃~60℃)零偏变化量从33.95mg提升到了1.02mg,标度因数温度系数从4.205×10^(-5)/℃提升到了0.74×10^(-6)/℃,满量程非线性度从1.010 022×10^(-2)提升到了1.479 9×10^(-4)。该方法算法简单,效果显著,适合于工程应用。     

基于PSO优化RBF神经网络的MEMS陀螺温度补偿

针对微电子机械系统(MEMS)陀螺温度变化影响其零偏误差的问题,提出了一种基于粒子群优化(PSO)和径向基函数(RBF)神经网络的陀螺零偏补偿方法.通过RBF神经网络对预处理后的陀螺零偏的温度误差建立模型,用PSO 搜索RBF神经网络的最优参数来提高其泛化能力后,将PSO-RBF神经网络最优参数用于补偿陀螺零偏.实验结果证明了该算法的有效性,经PSO-RBF神经网络算法补偿后,MEMS陀螺零偏的最大误差从0.046(°)/s减小到0.003 4(°)/s,标准差从0.042 7(°)/s减小到0.001 3(°)/s,有效提升了陀螺的零偏稳定性.     

温度约束的MEMS陀螺零漂补偿模型

针对现有MEMS零位随机漂移的缺陷,本文建立关于温度约束的确定性模型MEMS陀螺零位漂移补偿模型.首先,依据MEMS陀螺信号的测量模型,将陀螺信号误差分解为确定性误差和随机性误差,针对由温度引入的确定性误差,建立温度-零偏和温度-主频率分量确定性约束模型,有效消除信号序列中的温度引入趋势项和辨识周期项;其次,利用自回归滑动平均模型(Auto-Regressive andMoving Average Model,简称为ARMA模型)逼近MEMS陀螺信号中的随机误差项,准确地预测出随机误差的变化趋势;最后,采用Kalman滤波优化ARMA模型的预测效果,进一步提高模型的状态估计精度.理论分析和实验结果验证了该模型的鲁棒性和有效性.     

基于温度梯度的光纤陀螺输出漂移补偿

理论上,采用四极对称法绕制的光纤线圈能很好抑制温度梯度对光纤陀螺的影响,实际上,由于结构加工不理想或石英缠绕引起自身的机械形变,使线圈内外的温度变化,从而导致陀螺输出速率误差.该文分析并给出了光纤陀螺输出速率误差与线圈内外温度差或温度梯度间的关系,提出了一种补偿光纤陀螺因温度变化而导致输出速率漂移误差的方法,尽管光纤陀...     

基于光纤陀螺温度漂移误差补偿方法研究

惯性导航系统中光纤陀螺的漂移受温度变化影响显著,导致其在导航系统中的应用受到各种制约。该文提出了一种软件上的温度补偿法,建立基于光纤陀螺多参量联合多项式温度补偿模型,并设计相应的试验方法对陀螺仪的漂移进行了温度补偿。试验证明,提出的温度模型准确有效,可补偿因温度变化引起的光纤陀螺仪的漂移影响,达到提高系统的导航精度及温度适应性的目的。     

基于阵列技术的MEMS陀螺温度补偿方法

为了减少温度对MEMS陀螺测量精度的影响,提出了一种采用阵列技术的MEMS陀螺仪温度误差补偿新方法。该方法不需要进行温度测量,通过对多陀螺输出进行数据融合以消除温度对陀螺仪输出的影响,达到正确检测角速率的目的,简化了系统结构。采用遗传算法优化的BP神经网络来进行陀螺阵列数据的融合,抛开通常把零偏和标度因数分开建模补偿的思想,将两者统一进行补偿。实验结果表明,该方法能够大幅度降低温度造成的陀螺误差,从而满足工程应用需要。     

直流式温控电路零漂的补偿

推导出运算放大器零点漂移的计算公式，介绍了恒温晶体振荡器的直流式恒温电路的恒温原理及零点漂移的补偿方法。     

红外光谱分析仪温度漂移的软件补偿法

在对红外光谱分析仪的研究与开发过程中,发现仪器传感、信号放大、信号处理等多个环节对环境温度的变化敏感,对仪器的正常工作有明显的负面影响,会导致仪器测量不准,解决这一问题的常用方法就是温度补偿。采用温度补偿电路对仪器系统的温度漂移进行补偿不但补偿过程复杂、效果有限而且会增加仪器系统的成本。通过研究和实验,认为采用软件的方法对仪器的温度漂移进行补偿,具有综合补偿效果好、方法简单、不增加成本的突出优点,是一种值得推荐的方法。     

微机械加速度计的温漂性能研究综述

温度是影响微机械加速度计性能指标、限制其应用领域的关键因素之一。在简要介绍微机械加速度计发展现状及温度对其影响机理的基础上,对近年来在降低微机械加速度计温漂方面国内外研究机构所采取的主要研究方法进行了详细的阐述,为该研究领域的推进提供了参考。