本文關(guān)鍵詞：扭擺式硅微加速度計(jì)性能補(bǔ)償方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硅微機(jī)械加速度計(jì)是慣性測(cè)量和導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一,在航空航天、高鐵機(jī)車、消費(fèi)電子和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,加速度計(jì)性能受制造工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部環(huán)境等因素影響,其中受環(huán)境溫度的影響尤為突出,因此研究如何提高加速度計(jì)輸出精度及穩(wěn)定性能具有重要的實(shí)用價(jià)值和工程意義。本文針對(duì)某型號(hào)扭擺式硅微加速度計(jì),開(kāi)展了一系列誤差建模和補(bǔ)償方法技術(shù)研究,主要工作包括:(1)根據(jù)扭擺式硅微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理,從理論上分析了扭擺式硅微加速度計(jì)的溫度特性,并介紹了硅微加速度計(jì)的性能參數(shù)及測(cè)試方法。(2)采用多項(xiàng)式擬合、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合建立扭擺式硅微加速度計(jì)的溫度補(bǔ)償模型和非線性補(bǔ)償模型,總結(jié)了三種方法對(duì)加速度計(jì)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)缺點(diǎn),為器件應(yīng)用選擇補(bǔ)償方法提供指導(dǎo)。(3)設(shè)計(jì)了基于STM32的扭擺式硅微加速度計(jì)補(bǔ)償電路系統(tǒng),包括硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(4)設(shè)計(jì)了基于LABVIEW的SD6068加速度計(jì)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。(5)在參考相關(guān)慣性器件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對(duì)扭擺式硅微加速度計(jì)進(jìn)行了實(shí)時(shí)性能補(bǔ)償測(cè)試。經(jīng)過(guò)多項(xiàng)式擬合補(bǔ)償之后,加速度計(jì)的非線性度、標(biāo)度因數(shù)溫度系數(shù)和全溫零偏極差分別由17275ppm、298.3ppm/℃、98.13mg降低到662ppm、18.43ppm/℃、10.09mg。經(jīng)過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合補(bǔ)償后,三個(gè)參數(shù)分別降低為88ppm、35.52ppm/℃、10.70mg。結(jié)果證明:多項(xiàng)式擬合和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合建立溫度模型的正確性和有效性,補(bǔ)償技術(shù)方法同樣適合于其它敏感傳感器,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：扭擺式硅微加速度計(jì) 溫度補(bǔ)償 非線性補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH824.4
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.1.1 MEMS加速度計(jì)概述9
• 1.1.2 MEMS加速度計(jì)的發(fā)展9
• 1.1.3 MEMS加速度計(jì)的分類與應(yīng)用9-11
• 1.2 MEMS加速度計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究意義與主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 扭擺式硅微加速度計(jì)的工作原理16-24
• 2.1 扭擺式硅微加速度計(jì)的基本工作原理16-17
• 2.2 扭擺式硅微加速度計(jì)的溫度特性17-21
• 2.2.1 扭擺式硅微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理17-19
• 2.2.2 開(kāi)環(huán)式硅微加速度計(jì)的信號(hào)檢測(cè)原理19-20
• 2.2.3 扭擺式硅微加速度計(jì)溫度誤差來(lái)源20-21
• 2.2.4 減小溫度誤差方法21
• 2.3 扭擺式硅微加速度計(jì)的性能參數(shù)21-23
• 2.3.1 基本性能參數(shù)21-22
• 2.3.2 標(biāo)度因數(shù)溫度系數(shù)22
• 2.3.3 零偏穩(wěn)定性22-23
• 2.4 本章總結(jié)23-24
• 第3章 扭擺式硅微加速度計(jì)性能補(bǔ)償算法研究24-48
• 3.1 基于最小二乘多項(xiàng)式擬合的扭擺式硅微加速度計(jì)模型辨識(shí)25-31
• 3.1.1 最小二乘多項(xiàng)式擬合原理25-26
• 3.1.2 最小二乘多項(xiàng)式擬合曲面建立加速度計(jì)溫度模型26-30
• 3.1.3 最小二乘多項(xiàng)式擬合曲線建立加速度計(jì)非線性模型30-31
• 3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的扭擺式硅微加速度計(jì)模型辨識(shí)31-39
• 3.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理31-33
• 3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立加速度計(jì)溫度模型33-39
• 3.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立加速度計(jì)非線性模型39
• 3.3 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的扭擺式硅微加速度計(jì)模型辨識(shí)39-46
• 3.3.1 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理39-41
• 3.3.2 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立加速度計(jì)溫度模型41-45
• 3.3.3 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立加速度計(jì)非線性模型45-46
• 3.4 三種補(bǔ)償方法擬合結(jié)果比較46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-59
• 4.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)48
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-54
• 4.2.1 電源模塊48-49
• 4.2.2 加速度計(jì)電路模塊49-51
• 4.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊51
• 4.2.4 微處理器模塊51-53
• 4.2.5 數(shù)字通信模塊53-54
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-58
• 4.3.1 加速度計(jì)數(shù)據(jù)獲取程序設(shè)計(jì)55-57
• 4.3.2 補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理57-58
• 4.3.3 串口數(shù)據(jù)發(fā)送58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)59-67
• 5.1 測(cè)試系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)59-60
• 5.2 離心機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)控制60-62
• 5.3 數(shù)據(jù)采集62-63
• 5.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)63-64
• 5.5 自動(dòng)化設(shè)計(jì)64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第6章 性能測(cè)試結(jié)果與分析67-77
• 6.1 非線性補(bǔ)償67-70
• 6.1.1 測(cè)試系統(tǒng)與方法67-69
• 6.1.2 測(cè)試結(jié)果69-70
• 6.2 溫度補(bǔ)償70-76
• 6.2.1 測(cè)試系統(tǒng)與方法70-72
• 6.2.2 測(cè)試結(jié)果72-76
• 6.3 本章小結(jié)76-77
• 第7章 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 本論文工作總結(jié)77
• 7.2 未來(lái)工作展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果84-85
• 致謝85-86

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 徐哲;劉云峰;董景新;;基于相關(guān)向量機(jī)的MEMS加速度計(jì)零偏溫漂補(bǔ)償[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

2 王嫘;韓豐田;董景新;劉云峰;;三軸硅微靜電加速度計(jì)的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2011年03期

3 張燕娥;一種硅微型加速度計(jì)的制備與測(cè)試方法研究[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);1998年04期

  本文關(guān)鍵詞：扭擺式硅微加速度計(jì)性能補(bǔ)償方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：295183