本文關(guān)鍵詞：MEMS陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定方法研究

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【摘要】：微慣性技術(shù)是近些年導(dǎo)航學(xué)科迅速成長(zhǎng)起來(lái)的重要分支�；贛EMS陀螺的小型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)擁有成本低、尺寸小、集成高度、自主性強(qiáng)等特點(diǎn),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事國(guó)防領(lǐng)域都有著重要的用途。隨著微機(jī)電產(chǎn)業(yè)和IC制造工藝的不斷進(jìn)步,MEMS陀螺有取代其它中低精度陀螺的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)與國(guó)外的相關(guān)機(jī)構(gòu)非常的重視微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。目前常見(jiàn)的MEMS慣組測(cè)量精度較低,因此研究如何提高M(jìn)EMS慣組的測(cè)量精度有著重大的實(shí)際意義。通過(guò)建立MEMS陀螺慣組的數(shù)學(xué)模型,對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定和補(bǔ)償是提高M(jìn)EMS慣組性能的重要方式,本論文針對(duì)現(xiàn)有的MEMS陀螺慣組進(jìn)行誤差建模和標(biāo)定補(bǔ)償?shù)难芯�。首�?闡明了基于MEMS陀螺的小型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本理論,對(duì)常用坐標(biāo)系及其變換進(jìn)行了說(shuō)明。開(kāi)展了MEMS慣組的誤差特性分析,研究各項(xiàng)誤差對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的影響。MEMS慣組的隨機(jī)噪聲對(duì)慣組的精度有著很大的影響,本文采用Allan方差方法對(duì)陀螺的五種主要噪聲:量化噪聲、角度隨機(jī)游走、零偏不穩(wěn)定性、隨機(jī)游走和速率斜坡進(jìn)行分析,評(píng)估了各噪聲源的大小。其次,根據(jù)MEMS陀螺慣組的特點(diǎn),建立了MEMS慣組的誤差模型,并研究MEMS慣組的分立標(biāo)定方法�；谌S轉(zhuǎn)臺(tái),設(shè)計(jì)了分立標(biāo)定的速率實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)多位置實(shí)驗(yàn),給出了各模型參數(shù)的計(jì)算方法,結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分立標(biāo)定方法的實(shí)用性。通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法說(shuō)明了轉(zhuǎn)臺(tái)誤差對(duì)標(biāo)定模型參數(shù)的影響。接著,針對(duì)分立標(biāo)定依賴轉(zhuǎn)臺(tái)精度的問(wèn)題,研究了MEMS陀螺的系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定理論,根據(jù)導(dǎo)航誤差方程設(shè)計(jì)了30維的Kalman濾波器。并對(duì)MEMS陀螺慣組的系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。最后,在轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)分立標(biāo)定與系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定結(jié)果的對(duì)比,說(shuō)明了系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法可以減小MEMS慣組標(biāo)定對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的依賴程度,有利于提高慣組標(biāo)定的精度,并滿足中低精度領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
【關(guān)鍵詞】：MEMS慣性組合 捷聯(lián)慣導(dǎo) Kalman濾波 分立標(biāo)定 系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN96
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 MEMS慣組器件與MIMU技術(shù)的發(fā)展11-14
• 1.2.2 MEMS慣組標(biāo)定及補(bǔ)償研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排16-17
• 第2章 小型捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)誤差模型17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 小型捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本理論17-18
• 2.3 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中常用坐標(biāo)系18-20
• 2.3.1 常用的坐標(biāo)系18-19
• 2.3.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換19-20
• 2.4 MEMS陀螺慣組的誤差特性20-23
• 2.4.1 零偏誤差20-21
• 2.4.2 刻度因數(shù)21
• 2.4.3 安裝誤差21-23
• 2.5 MEMS慣性器件的隨機(jī)誤差23-29
• 2.5.1 Allan方差的原理23-24
• 2.5.2 噪聲源24-27
• 2.5.3 Allan方差實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 MEMS慣性測(cè)量組件的分立標(biāo)定30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 MEMS陀螺慣組誤差建模30-32
• 3.2.1 MEMS陀螺的誤差補(bǔ)償模型30-31
• 3.2.2 加速度計(jì)誤差補(bǔ)償模型31-32
• 3.3 MEMS陀螺慣組分立標(biāo)定方法32-41
• 3.3.1 角速率實(shí)驗(yàn)32-35
• 3.3.2 多位置靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)35-39
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析39-41
• 3.4 轉(zhuǎn)臺(tái)誤差對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影響41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 MEMS慣性測(cè)量組件的系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定45-60
• 4.1 引言45
• 4.2 系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定的慣性器件誤差模型45-46
• 4.3 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差模型46-49
• 4.3.1 姿態(tài)誤差模型46-48
• 4.3.2 速度誤差模型48-49
• 4.3.3 位置誤差模型49
• 4.4 系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定的Kalman濾波器模型49-52
• 4.4.1 Kalman濾波器的基本原理49-50
• 4.4.2 系統(tǒng)的狀態(tài)方程50-52
• 4.4.3 系統(tǒng)的測(cè)量方程52
• 4.5 系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定的仿真分析52-59
• 4.5.1 仿真條件設(shè)定52-54
• 4.5.2 仿真實(shí)例54-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第5章 MEMS-IMU標(biāo)定實(shí)驗(yàn)與分析60-70
• 5.1 引言60
• 5.2 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和標(biāo)定流程60-62
• 5.2.1 標(biāo)定設(shè)備60-61
• 5.2.2 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)流程61-62
• 5.3 MEMS慣組標(biāo)定試驗(yàn)的結(jié)果與分析62-66
• 5.3.1 分立式標(biāo)定靜態(tài)多位置驗(yàn)結(jié)果62-64
• 5.3.2 分立式速率實(shí)驗(yàn)標(biāo)定結(jié)果64-65
• 5.3.3 系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果65-66
• 5.4 MEMS慣組分立標(biāo)定與系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)分析66-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-77
• 致謝77

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 董景新;;微機(jī)械慣性儀表在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展[A];2003年慣性技術(shù)科技工作者研討會(huì)論文集[C];2003年

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本文編號(hào)：732795