微机电陀螺随机漂移建模与卡尔曼滤波

微机电系统(MEMS)陀螺精度较低,严重影响制导火箭弹惯导系统的精度.为了减小MEMS陀螺的随机漂移,提高其精度使其满足简易制导火箭弹的精度要求,需要对陀螺信号进行滤波,MEMS陀螺随机漂移建模与补偿是其中的难点.针对上述问题,提出采用自回归移动平均(ARMA)分析的方法建立MEMS陀螺随机漂移模型,然后基于此模型对随机漂移信号进行卡尔曼(Kalman)滤波.对某MEMS陀螺在静止条件下的观测信号的滤波效果表明,ARMA模型拟合度高,能准确描述MEMS陀螺随机漂移特性;Kalman滤波方法能有效减小随机漂移误差,提高MEMS陀螺的精度,对提高简易制导火箭弹的精度具有一定的参考价值.     

时间序列和径向基网络的MEMS IMU误差建模研究

为了提高IMU精度,进一步提高惯性系统精度,采用时间序列理论中的AR模型对MEMS IMU的误差估计和补偿作了深入的研究,并与径向基神经网络建模方法分析比较.通过卡尔曼滤波器比较了两种建模方法和补偿技术对位置误差的估计性能,试验结果表明:使用AR模型的卡尔曼滤波器估计误差比RBF神经网络小2～3个数量级而均方差和标准差差不多,验证了使用AR模型的卡尔曼滤波器得到的位置估计误差更小,使用更为灵活.     

微结构设备内液-液均相混合性能研究进展

以微结构设备内混合性能的研究以及混合性能表征方法为重点,以液-液均相混合体系为对象,系统介绍和分析了提高微结构设备内混合性能的方法和机理,对粒子或染料示踪法、化学反应探针法和计算流体力学(CFD)模拟法3种混合性能的表征方法进行了分析和比较,并在此基础上对微结构设备混合性能及其表征方法的发展前景进行了分析。     

Hybrid MEMS optical scanner for volumetric 3‐D displays

Abstract— A fabrication technique and characteristics of high‐power‐handling microelectromechanical systems (MEMS) optical scanners for laser 3‐D volumetric‐image display application is reported. The MEMS scanner is designed to control the reflection of high‐power YAG‐laser beam by using the optomechanical combination of a dielectric‐film‐coated mirror cube and an electrostatic‐MEMS‐scanner platform. These hybrid‐type MEMS optical scanners have a stroke of about 20° at resonant frequencies of 600 Hz when a 45‐V pulse voltage is applied.     

A MEMS‐based heating holder for the direct imaging of simultaneous in‐situ heating and biasing experiments in scanning/transmission electron microscopes

The introduction of scanning/transmission electron microscopes (S/TEM) with sub‐Angstrom resolution as well as fast and sensitive detection solutions support direct observation of dynamic phenomena in‐situ at the atomic scale. Thereby, in‐situ specimen holders play a crucial role: accurate control of the applied in‐situ stimulus on the nanostructure combined with the overall system stability to assure atomic resolution are paramount for a successful in‐situ S/TEM experiment. For those reasons, MEMS‐based TEM sample holders are becoming one of the preferred choices, also enabling a high precision in measurements of the in‐situ parameter for more reproducible data. A newly developed MEMS‐based microheater is presented in combination with the new NanoEx?‐i/v TEM sample holder. The concept is built on a four‐point probe temperature measurement approach allowing active, accurate local temperature control as well as calorimetry. In this paper, it is shown that it provides high temperature stability up to 1,300°C with a peak temperature of 1,500°C (also working accurately in gaseous environments), high temperature measurement accuracy (<4%) and uniform temperature distribution over the heated specimen area (<1%), enabling not only in‐situ S/TEM imaging experiments, but also elemental mapping at elevated temperatures using energy‐dispersive X‐ray spectroscopy (EDS). Moreover, it has the unique capability to enable simultaneous heating and biasing experiments. Microsc. Res. Tech. 79:239–250, 2016. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.     

用(110)硅面各向异性腐蚀的凸角结构制作微米针管

描述了一种用(110)晶面硅片制造微米针管的新方法。利用硅晶面在各向异性腐蚀中出现的凸角结构形成针管的三维构造,针管内径约10μm,外径约90μm,长度约500μm。整个针管结构平坦,便于与微泵等其他MEMS器件相接合,用于无痛皮下注射器和生化采样等。微米针管的制作工艺相对简单,材料廉价,适合于工业化批量生产。     

一种MEMS水听器信号去噪的组合算法研究

针对MEMS水听器采集的数据"淹没"在强噪声场中的问题,提出采用LMS自适应噪声对消与Fourier变换滤波相结合的组合算法实现MEMS水听器的信噪分离。在信号频率已知的情况下,设计了一种自适应噪声对消和Fourier变换滤波组合算法的滤波器,对提取后的信号与理想信号做性能对比。仿真实验表明:该组合算法在-15 dB的强噪声场中仍有较高的分辨精度和提取效果,对搜寻类似于"黑匣子"等情况比较适宜,并将设计的滤波器用于中北汾机测试实验的信噪分离中,结果验证了该算法具有良好的高效性和实用性。     

基于支持向量机的MEMS陀螺仪随机漂移补偿

针对传统方法的不足,将支持向量机应用于MEMS陀螺仪随机漂移的补偿。建立了支持向量机预测模型,通过相空间重构技术,将标量的随机漂移时间序列嵌入到一个辅助的相空间中进行模型的训练和测试,并使用最优化算法得到了核函数和预测模型的各项参数。训练和预测结果均表明,该方法具有很好的预测效果,是一种有效的MEMS陀螺仪随机漂移补偿方法。     

引信用MEMS悬臂梁式压电射流发电机设计分析

针对目前引信用压电式气流谐振发电机体积大,压电膜片难以达到谐振状态,且有输出电压低等缺点,结合常用射流发电机原理和微机电系统(MEMS)制造工艺,提出了一种MEMS压电式射流发电机,其以悬臂梁式压电膜片代替压电膜片结构发电,并通过双向流固耦合分析及压电仿真等对发电机的性能进行了验证,结果表明,MEMS压电式射流发电机可满足低功耗引信使用,且具有结构简单,体积小,输出电压高等特点。     

平面微弹簧性能比较研究

针对平面微弹簧性能比较方法的缺乏,提出了弹簧柔度性能比较系数,通过在相等的弹簧占用结构面积情况下,分析C型、S型以及W型弹簧中任意两种弹簧柔度系数比的对数值分布情况。利用仿真软件验证了公式正确性,分析表明弹簧柔度性能比较系数理论值与仿真值相对误差小于5%。分析表明在S型弹簧与C型弹簧柔度性能比较系数以及C型弹簧与W型弹簧柔度性能比较系数为零情况下,弯梁夹角和弯半径与直粱(弯梁等效直粱长度)比值无关;在S型弹簧与C型弹簧柔度性能比较系数为零情况下,随夹角增大,弯半径与直粱比值先增大后减小。弯半径与直粱比值大小影响C型、S型、W型弹簧单位结构面积柔度系数顺序排列。