基于PSO-BP神经网络的MEMS加速度计温度补偿

针对扭摆式硅微加速度计的温漂问题,在对比分析不同算法补偿效果的基础上,提出了基于自适应权重粒子群优化(PSO)算法优化反向传播(BP)神经网络温度补偿方法,同时借鉴传统遗传算法中的变异思想,在PSO算法中引入变异操作,克服了BP神经网络易陷入局部极值缺陷,且温度补偿精度相对其他算法更具有全局性,达到了高精度实时温度补偿效果。测试结果表明:补偿后的标度因数温度系数、全温零偏极差和非线性分别由141×10~(-6)/℃,109. 111 mgn和2223×10~(-6)减小为13. 22×10~(-6)/℃,9. 941 mgn和294×10~(-6),验证了提出方法的优越性和实用性。     

一种MEMS加速度计温度模型辨识及温度补偿方法

对MEMS加速度计的温度模型与其倾角的相关性进行分析,提出了一种无需精确控制加速度计位置,借助普通恒温箱即可完成的温度模型辨识方法,并根据辨识结果设计温度补偿软件方案.实验结果表明,温度补偿可使加速度计测量输出的稳定性提高一个数量级,补偿效果明显,模型辨识方法有效.将温度模型用于某小型无人机航姿测量系统中,缩短了系统启...     

隧道磁阻加速度计温度补偿技术研究

隧道磁阻传感器具有灵敏度高、功耗低和体积小等特点。利用其高敏感特性,采用力、磁、电多物理场耦合可以实现加速度的高精度测量。针对存在的温度漂移问题,在研究隧道磁阻传感器温度误差产生机制的基础上,对其本身进行温度误差补偿;同时结合加速度计测量系统及其温度特性,采用Elman神经网络构建系统的温度补偿模型,并利用粒子群算法优化网络参数。实测数据表明,补偿后的加速度计标度因子温度系数从719×10^-6/℃减小为193×10^-6/℃,全温零偏极差从125 mg_n减小为5.2 mg_n,证明该方法能有效提升隧道磁阻加速度计的温度性能。     

一种新型MEMS加速度计温度补偿方法研究

为降低环境温度对加速度计测量输出的影响,本文提出了一种新的加速度计温度补偿方法,即三维拟合曲面和计算的补偿方法。本文详细介绍了该温度补偿方法的具体原理和实现方法,并用实验进行了验证,实验结果表明加速度计最大零位漂移由温度补偿前的500 mV缩小为温度补偿后的50 mV,即温漂缩小了一个数量级,补偿效果明显。     

加速度计温度补偿模型的研究

研究了加速度计的温度特性.通过温度实验,分别得到了加速度计的零偏、标度因子和IF转换电路的温度补偿模型,并在捷联系统中得到应用.结果表明,得到的模型可以有效地补偿加速度计温度误差,通过温度补偿,缩短了系统的预热时间,提高了系统的精度.     

MEMS高量程微加速度计温度补偿的设计

目前基于压阻式MEMS加速度计的测量精度还不是很高,为了提高其精度,文中采用TI公司新一代的数字信号处理器TMS320F2812实时操作系统,通过对复合量程微加速度计的特性分析,找出加速度计温度漂移的变化规律;采取温度补偿措施消除温度变化带来的测量误差;系统依据数字温度传感器DS18B20提供温度参数,采用最小二乘法的软件算法对测量数据进行补偿处理;该系统处理时间短,可以满足其使用要求,算法简单有效,可以显著提高测量精度;实用表明使用高速DSP器件并采用有效的信号处理方法可以显著地改善MEMS加速度计的性能。     

一种宽量程MEMS组合加速度计的设计与优化

为满足大量程低温漂的MEMS加速度计性能需求,研制了一款宽量程MEMS组合加速度计,并完成了量程、线性度、交叉耦合、分辨率性能参数的测试.针对加速度计在高低温工作环境中的零漂过大的问题,分析了影响因素,设计了一种零位温度补偿算法给出解决方案.实验结果表明:零位温度补偿算法实现了加速度计在-45～+85℃温度范围内零点漂...     

BP神经网络在加速度计误差补偿中的应用

加速度计受其零偏、温度等影响明显,直接影响导航系统的精度,需要研究补偿方法,提高加速度计的测量精度。鉴于神经网络具有高效的曲线拟合功能和优越的逼近复杂非线性函数的特点,提出了基于BP神经网络的加速度计误差补偿方法。仿真结果表明,经BP神经网络补偿后,加速度计误差补偿后的输出能良好地逼近其期望输出,输出最大误差的绝对值由0.4575 g减少到0.07014 g,误差降低了一个数量级,很好地抑制了加速度计的误差,提高了加速度计的精度。     

一种新的基于SCM-ANFIS的加速度计温度建模与补偿方法

针对石英挠性加速度计因外界温度变化导致输出发生复杂漂移,而传统温度建模由于分别对零偏与标度因数建模补偿而造成重复误差的情况,提出了一种新的基于减法聚类(SCM)与自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的温度建模与补偿方法。首先,分析了石英挠性加速度计温度漂移机理,设计了多位置全温域实验,建立了一个整体温度补偿模型。其次,将多位 置全温域实验数据作为训练数据,建立了基于改进SCM与 AFNIS的组合温度漂移模型。最后利用实验数据进行模型适用性验证与加速度计温度漂移补偿。结果表明:该方法建模相比于单一方法建模准确度高,精度能提高1到2个数量级,经过该模型补偿后,加速度计温度漂移在全温域范围内能够保持在1μgn量级。     

基于DE优化BP的压阻式压力传感器的温度补偿研究

压阻式压力传感器存在温度漂移的问题,因此需要对该传感器进行温度补偿。为此,首先从标定实验中获取被测压力值、压阻式压力传感器的输出电压值以及环境温度值、温度传感器的输出电压值,然后用差分进化算法（DE）优化的BP神经网络算法从该标定数据中得到补偿后的数据。实验结果表明,所提出的温度补偿方法对压阻式压力传感器进行温度补偿后,其灵敏度温度系数提高了一个数量级,相对误差也得到很大的改善,因而其具有显著的理论意义和应用价值。     

基于小波分析的MEMS加速度计去噪优化算法

针对惯导系统中MEMS加速度计输出漂移误差较大的问题,本文在对噪声分析建模的基础上,提出了一种小波阈值去噪优化算法.利用Allan方差分析加速度计输出噪声特性,构造噪声模型,并设计了一种基于多尺度阈值函数的去噪方法.该方法有效克服了传统软、硬阈值函数的局限性,且在各尺度上选取不同的调节系数优化滤波性能,算法适应性强.仿真结果表明,该方法在信噪比、均方根误差和波形相似度方面均有明显改善,较之传统阈值去噪算法信噪比提高了5 dB,并能在一定程度上提高系统导航精度,100 m范围内相对误差降低2.69％.     

基于MEMS加速度计的管道位移检测系统设计

为了解决复杂地形下的矿浆输送管道线小位移引起的安全问题,提出了一种基于MEMS加速度计和单片机、无线通信结合的管道小位移检测系统。该系统主要包括太阳能供电模块、位移数据采集模块、无线数据收发模块、数据存储和显示模块,并通过串口将位移数据送PC显示,供管道运行中控室作为判断运行安全与否的依据。实验表明:当管道位移达到阈值时,可以有效报警。系统结构简单,工作稳定,可以有效预测管道位移。     

基于MEMS加速度计的混凝土内部缺陷检测系统

针对冲击回波法进行混凝土内部缺陷检测时,传统的单点有线检测方式存在精度低、检测复杂的问题,提出了一种基于MEMS三轴加速度计的快速检测算法,同时搭建了相应的硬件系统.该系统节点采用MEMS加速度计作为拾振器,利用FPGA作为无线传感器网络节点的控制核心,通过2.4 GHz ISM频段与上位机进行无线通信.经实验测试,系...     

QPSO算法优化BP网络的网络流量预测

网络流量预测对于大规模网络的规划设计和网络资源管理等方面都具有积极的意义,是网络流量工程重要组成部分。结合QPSO算法和BP神经网络的优势,采用QPSO算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,并利用历史记录训练BP网络。仿真实验表明,与PSO训练的BP网络以及直接用BP网络进行预测的模型相比,基于QPSO训练的BP网络流量预测模型具有更好的预测能力。     

基于∑-△M的五阶MFLR数字微加速度计闭环控制系统

为了进一步抑制加速度计信号带宽范围内的噪声,提出并设计了一种基于∑-△M的五阶多反馈谐振式（MFLR）微机械加速度计闭环控制系统,该系统通过增加额外的内部负反馈对量化噪声进行再一次整形.微机械加速度计结构为一种全差分式结构,在结构层厚度为60 μm、基底层厚度为400μm的SOI硅片上,经过光刻、溅射、深度反应离子刻蚀等工艺步骤加工而成.整个闭环控制系统的Matlab/Simulink模型首先被建立,然后采用“单位圆分析法”进行系统参数的设定,系统仿真显示：当输入幅值1gn、频率128Hz的加速度信号时,加速度计的噪声为-136.2 dB,与传统五阶MF结构的∑-△M闭环控制系统相比,在0 ～500 Hz信号带宽范围内的噪声降低了7.9dB.最后整个系统在四层PCB电路板上进行了功能性验证和测试.     

MEMS加速度计二阶非线性补偿方法研究

微惯性集成测量组合(MIMU)中的惯性传感器,陀螺仪和加速度计的标定补偿研究大多集中在安装误差角补偿和一阶线性常数的计算上,对二阶非线性系数的测量、计算研究的不多不深.通过分析含二次非线性系数的加速度计输出模型,提出一种补偿二次非线性系数的方法,并进行了完善的理论分析和试验.最终通过计算能有效补偿MIMU的输出精度,为后续的导航信息解算奠定了基础,具有重要的工程应用价值.     

基于MEMS加速度传感器的双轴倾角计及其应用

利用MEMS加速度传感器设计了双轴倾角计,并采用单片机进行了线性化和温度补偿,倾斜角以模拟量和数字量2种形式输出。该倾角计体积小、重量轻、精度高,能够很好地满足MAV姿态控制及其他应用的倾角测量。     

基于MEMS的微电容式无线加速度传感器的研究

介绍了一种基于MEMS技术制作的微电容式无线加速度传感器的设计与实现。研究了无线加速度传感器的整体设计方案,给出了硬件电路设计和软件设计过程,并实现了原型产品的调试与制作。为验证原型产品的有效性,将其安装在实际桥梁上进行振动测试,给出了数据分析计算结果。