基于MEMS传感器的集装箱吊具位姿检测应用

针对现有的集装箱吊具位姿检测中存在的装卸效率低、成本高的问题,研究了基于MEMS传感器的集装箱吊具位姿检测系统。系统以LSM303DLHC、L3GD20传感器为数据采集模块,以STM32F303为微控制器,以上位机界面为实时动态监控,重点分析了基于梯度下降法的姿态融合算法。通过实验数据对比和监控跟踪界面分析,文中所研究的系统实时性好、精度较高、界面友好,并在相关课题中得到了充分验证,是一款值得推广的集装箱吊具位姿检测系统。     

基于低成本MEMS器件的捷联航姿系统设计

随着军事和工程领域的进步和发展,对航姿系统功能提出了更高的要求,航姿系统也逐渐向低成本和微小型的方向发展。本文在惯性测量单元的基础上进行了优化,设计基于低成本MEMS器件的航姿系统,分析了系统的硬件和软件,论述了系统算法,总结了试验结果。     

基于改进小波变换的MEMS陀螺信号去噪算法

为提高MEMS陀螺仪测量精度,抑制测量噪声对其造成的影响,该文分析了某型号MEMS陀螺仪误差特性,提出基于递归最小二乘法(RLS)多重小波分解重构的强追踪自反馈模型,建立新的软阈值函数。由于模型处理后的数据带有部分奇异值,该文提出了一种改进的中值滤波算法。对于陀螺仪零偏噪声问题,提出零偏不稳定性抑制算法,并对该算法模型进行了详细的描述。将某项目研究中列车姿态测量系统的实验数据应用到该算法模型中。测试实验分为静态、动态两组,其结果均表明：该算法减小了信号中的噪声,有效地抑制了MEMS陀螺仪随机漂移,提高了姿态解算的精度。肯定了该算法对陀螺仪输出信号噪声去除,以及使用精度提升的可行性和有效性。

     

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惯性测量单元航姿更新中的测量误差估算方法

利用MEMS惯性测量单元测量载体的航姿,需要借助精密转台且较难精确估算测量误差,导致成本高误差大。针对该问题,该文利用卡尔曼滤波器在线估算载体的姿态和陀螺仪的偏置,提出一种优化航姿精度的测量误差估算方法。通过推导测量误差的数学模型,分析航姿精度随测量误差变化的关系,得到最优航姿时的测量误差值。采用一种MEMS惯性测量单元,测试载体沿任意轨迹匀速运动5 min的航姿。实验结果表明优化后载体的航姿与参考航姿保持一致,且最后静止时段载体的俯仰角、横滚角和航向角仅偏离参考航姿0.008°, 0.006°和0.6°。     

机动状态下航姿系统姿态估计算法研究

载体机动时,低精度航姿系统无法准确敏感重力矢量,由加速度计输出计算的水平姿态误差较大.为了减弱运动加速度的影响,提高机动状态下水平姿态估计精度,提出一种自适应卡尔曼滤波水平姿态估计算法.以姿态四元数和陀螺漂移为状态量,四元数姿态更新微分方程为状态方程,加速度计输出为量测量建立伪量测方程.根据加速度计量测更新残差对量测噪...     

GPS/DR组合测姿自适应算法研究

本文提出GPS位置误差估计算法及状态误差协方差阵和观测误差协方差阵自适应调节算法,有效地提高了GPS/DR组合导航测姿的精度。     

GPS/DR组合测姿自适应算法研究

本文提出GPS位置误差估计算法及状态误差协方差阵和观测误差协方差阵自适应调节算法,有效地提高了GPS/DR组合导航测姿的精度。     

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。     

MEMS传感器标准质量评定方法探讨

随着MEMS技术的发展,MEMS传感器的应用越来越广泛,传感器领域的标准化工作思路和技术路线发生了变化。针对MEMS传感器特点,研究了标准质量评定方法,在电子元器件质量评定方法基础上,提出了我国MEMS传感器的质量评定控制建议。     

基于JavaScript的计时器实现方法研究

计时器是动态网页和网络小游戏中经常用到的技术,在浏览器对象模型(BOM)中,Window对象有两个方法 setInterval()和setTimeout()都可以用于实现计时器。对这两种计时方法进行了深入研究,从使用方法到实现效果,对二者进行了分析比较,得出了它们各自的优缺点。另外,有时用户会因为误操作而重复启动计时器,从而导致计时失灵。针对这个问题,本文提出了简单有效的解决方案。     

电容式MEMS陀螺电极间隙标定方法研究

该文以蝶翼式陀螺为研究对象,研究了电容式微机电系统(MEMS)陀螺电极间隙标定的方法。提出了一种基于谐振测量的电学标定方法,设计了基于调制解调技术的高精度微弱电容检测电路,并可以通过开关控制实现蝶翼式陀螺不同接口电容电极间隙的测量与标定。基于陀螺工作原理建立了电极间隙理论分析模型,推导了电容间隙与输出电压之间的关系,搭建了电极间隙测量与标定平台,测量了多个陀螺不同电极的间隙,并与采用电容-电压(CV)分析仪、台阶仪的测试结果进行了对比。与CV分析仪测试方法相比,该方法可有效地避免寄生电容的影响,在寄生电容未知的情况下可准确测量出有效电极间隙,同时具有更高的分辨率。与台阶仪测试方法相比,该方法可以准确反映实际电极位置的间隙大小。被测陀螺的电极间隙理论设计值为2μm,采用该文提出的方法测试值分布范围为1.92～2.2μm,采用CV分析仪测试结果为2.004μm(寄生电容已知),采用台阶仪平均测试值为2.11μm。     

可穿戴设备中MEMS加速度计降噪方法研究

针对可穿戴设备中的微机电系统(MEMS)陀螺仪在检测人体姿态时面临的人体自然抖动噪声干扰、随机噪声干扰等问题,在基于卡尔曼滤波理论的基础上,提出了采用新息自适应卡尔曼滤波器,辅以有限冲击响应(FIR)低通滤波器和均值滤波器构成的滤波器组的方案。实验结果表明,在动态MEMS加速度计信号滤波中,使用该滤波器组比传统卡尔曼滤波的噪声方差降低约10-3~10-4量级,从而能得到更稳定、准确的人体姿态加速度信号。     

微波大功率晶体管基极镇流方法研究

长期以来,解决微波功率晶体管的电流集中问题的通用做法是使用发射极镇流电阻．以及PTC,CTR热敏电阻等无源器件。区别于前者,本文提出一种实时有效的基极镇流解决方案,采用传感器探测结温,后续触发装置触发功率BJT基极发射极之间的镇流MOS管,来完成微波功率晶体管的过温保护,和常温解除功能,最终实现对功率器件的实时有效保护,使器件同时具备更高的可靠性,更优的电学性能。     

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。     

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.     

微机械陀螺仪设计与研究

介绍了微机械陀螺仪的关键技术、种类、性能比较和不同应用领域对其性能参数的要求。总结了近几年国内外微机械陀螺仪结构的研究最新成果。对框架式、音叉式、振动轮式、振动环式、转子悬浮式、质量块式和双线振动式等微机械陀螺仪的结构、加工和性能等进行了分析比较。主要阐述了微机械陀螺仪的漂移误差、精度和封装技术3大研究难点和高精度、微加工维度、结构和电路优化、单片多自由度和单片集成化等研究发展趋势。     

MEMS工艺中TMAH湿法刻蚀的研究

TMAH具有刻硅速率高、晶向选择性好、低毒性和对CMOS工艺的兼容性好等优点，而成为MEMS工艺中常用的刻蚀剂。但TMAH在刻蚀过程中合形成表面小丘，影响表面光滑性。文章重点研究了MEMS工艺中的TMAH湿法刻蚀获得光滑刻蚀表面的工艺。实验结果表明，要获得理想的刻蚀效果，刻蚀液配方和刻蚀条件的选择是非常重要的因素，实验中也得到了一些与其它报道不同的数据。