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。     

基于MAA全温滞后模型的MEMS陀螺仪零偏补偿技术

微机电系统（MEMS）陀螺仪具有体积小、精度高、应用前景广等优点。由于惯性器件材料的热阻值、热应力差异，对应传感器输出会产生温度滞后效应，严重影响了陀螺仪零偏稳定性。针对传统陀螺仪温度误差补偿法适应性较差的问题，该文利用滑动平均算法（MAA），提出了一种温度滞后零偏补偿模型，在全温范围内对MEMS陀螺仪零偏进行补偿。实验结果表明，补偿后陀螺仪工作温度在-30~+90 ℃变化时，对应的零偏标准偏差从0.21 (°)/s降至0.02 (°)/s，零偏稳定性提升了近1个数量级。     

微机械硅摆倾斜仪的时温漂补偿技术

为了提高特种车辆遂行任务系统的效能,基于微机械硅摆效应,研究设计了一种微机械硅摆倾斜仪。微机械硅摆感应倾角变化,经信号调理并放大,采用软件补偿倾角输出信号线性度。受环境温度、微机械结构等的影响,零位输出存在较大温漂和时漂。利用温度传感器采集实时温度,设计软件算法,进行温漂抑制。采集倾角信号,分段拟合时间和倾角信号的关系并进行数学处理,抑制零位时漂。实现时温漂补偿技术后,在不同温度环境中,启动倾斜仪,零位输出信号偏差≤10mV,且启动时间由20min缩短为10s。     

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。     

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。     

MEMS陀螺混合误差标定方法研究

微机电系统(MEMS)陀螺仪具有尺寸小,可靠性强的特点,已广泛应用于各种微姿态仪中,而陀螺的安装误差是影响姿态仪输出精度的主要因素之一。现有的陀螺安装误差模型是建立在确定的刻度因子和零偏基础上,但实际应用中,陀螺的刻度因子存在误差,且零偏随温度和转速发生变化。该文提出了一种改进的误差标定和补偿方法,并针对模型中MEMS的零偏温度和转速非线性误差问题,运用BP神经网络,实现了模型零偏动态补偿。实验表明,采用该文提出的标定方法,陀螺的角速率误差由1.5(°)/s提高至0.05(°)/s。验证了标定方法的可行性。     

强调原始创新,突出成果转化——贺《军医进修学院学报》创刊30周年

针对某型捷联惯导系统中光纤陀螺仪的输出信号随温度漂移严重的问题,使用径向基函数(RBF)神经网络建立温度补偿模型.神经网络的结构为输入层和输出层各有一个节点,中间隐层含有4个节点,隐层节点的聚类中心均匀分布在温度的变化范围之内.实验结果表明,该方法可有效地将光纤陀螺仪中的温漂误差减小1个数量级以上,补偿效果明显.     

BPNN辅助KF的MEMS陀螺仪数据处理方法

针对微机电系统(MEMS)陀螺仪数据误差建模不精确或无法给出模型的情况,提出了误差反馈（BP）神经网络辅助卡尔曼滤波对陀螺仪数据进行降噪处理的方法。分析卡尔曼滤波器的系统噪声方差Q矩阵可知,当模型不精确时可通过Q补偿。基于BP神经网络优化Q值原理,首先把采集到的MEMS陀螺仪数据输入卡尔曼滤波器得到Q;再把新息、滤波增益、量测噪声方差输入神经网络,把Q作为神经网络的输出,神经网络优化系统噪声协方差矩阵得到Q*;最后将Q*作为卡尔曼滤波算法系统噪声方差矩阵。实验结果表明,在建模不精确的情况下该方法也能有效提高陀螺仪的精度。     

BP神经网络在半球谐振陀螺仪零偏温度补偿中的应用

半球谐振陀螺仪(HRG)的核心部件(半球谐振子)容易受到温度变化的影响,从而导致陀螺仪输出产生漂移,很大程度上限制了半球谐振陀螺仪精度的提升,因此需要对陀螺仪零偏进行补偿.首先结合半球谐振陀螺仪的工作原理对其零偏漂移产生的机理进行分析,利用最小二乘法和反向传播(BP)神经网络建立了半球谐振陀螺仪零偏漂移模型,同时利用建...     

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。     

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。     

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.     

MEMS陀螺仪的一种实用标定法

主要介绍了一种微机械系统(MEMS)陀螺仪的速率标定法,根据MEMS陀螺仪的输出数学模型,详细推导了如何得到MEMS陀螺仪的输出数学模型中的零漂、刻度因数和安装误差,并在得到其标定系数后将其封装在C函数中进行验证实验.通过实验数据分析可知,MEMS陀螺仪速率标定法原理简单,易于实现,且精度较高.此标定法所得到的MEMS陀螺仪输出数学模型能较准确地反映其输出,且MEMS陀螺仪的线性度有所改善.     

MOAP方案治疗急性淋巴细胞白血病疗效观察

主要介绍了一种微机械系统(MEMS)陀螺仪的速率标定法,根据MEMS陀螺仪的输出数学模型,详细推导了如何得到MEMS陀螺仪的输出数学模型中的零漂、刻度因数和安装误差,并在得到其标定系数后将其封装在C函数中进行验证实验.通过实验数据分析可知,MEMS陀螺仪速率标定法原理简单,易于实现,且精度较高.此标定法所得到的MEMS陀螺仪输出数学模型能较准确地反映其输出,且MEMS陀螺仪的线性度有所改善.     

MEMS陀螺仪零偏温度特性分析及性能优化北大核心

零偏温度漂移是MEMS陀螺仪主要误差源之一,对MEMS陀螺仪零偏温度漂移误差源进行了分析。检测电路中延时相位的漂移是引起MEMS陀螺仪零偏温度漂移的主要原因。自时钟技术基于锁相环原理,将MEMS陀螺仪的驱动频率作为锁相环参考频率。陀螺仪检测电路的系统时钟频率跟随MEMS陀螺仪驱动频率而变化,两者始终保持固定的比例关系,最大限度地消除了延时相位变化。使用自时钟技术,将MEMS陀螺仪零偏温度漂移减小为原来的2%。     

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。     

MEMS加速度计混合误差标定补偿方案

针对微机电系统(MEMS)加速度计在实际使用过程中存在非正交零偏误差和温度漂移误差的问题,提出了一种混合误差标定补偿算法。算法通过分析加速度计温度与误差的关系,在不同温度区间下建立加速度计输出的误差模型,在每个温度区间采用十二位置校准法对加速度计的非正交零偏误差进行标定补偿,得到精确的零偏和刻度因子,同时采用最小二乘法拟合零偏和刻度因子与温度的一维关系函数,最终实现不同温度区间下的动态误差补偿。实验结果表明,本算法可使加速度计输出的精度提高1个数量级,补偿效果明显。     

Si MEMS陀螺仪的正交耦合补偿技术

为了减小正交耦合误差对硅微电子机械系统(MEMS)陀螺仪性能的影响,提高陀螺仪零偏精度,对MEMS陀螺仪正交耦合补偿技术进行研究.建立MEMS陀螺仪动力学模型,分析正交耦合产生的原因,介绍了各类正交耦合补偿机理.设计了一款可实现静电刚度补偿的MEMS陀螺仪,并利用绝缘体上硅(SOI)工艺进行制备.利用现场可编程门阵列(...     

基于角加速率的MEMS陀螺仪快速标定方法

微机电系统(MEMS)陀螺仪的非线性误差是影响陀螺仪测量精度的主要因素之一。针对角速率标定法难以获得陀螺仪连续输出的问题。该文提出了一种角加速率标定实验方案,介绍了用二次标定方法解算出陀螺仪的零位误差系数、刻度因子、交叉耦合系数及非线性误差项的具体步骤。与常规补偿模型算法比较表明,此方法可快速标定陀螺仪的误差参数,补偿后的MEMS陀螺仪绝对误差小于0.084(°)/s,线性度提高了1~2个数量级。     

MEMS加速度计静态温度模型的辨识

在研究了当前国内外各种温度补偿方法的基础上,提出了逐步线性回归分析的方法,将零位和比例因子拟合,得到了MEMS加速度计静态温度模型系数随温度变化的规律,建立了全温范围内加速度计的分段温度模型。应用该模型进行温度补偿后,使模型辨识精度得到很大的提高。