本文關(guān)鍵詞：石英撓性加速度計(jì)溫度特性模型辨識(shí)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文圍繞石英撓性加速度計(jì)的輸出隨溫度變化的特性，研究在空間微重力環(huán)境，溫度變化劇烈，加速度計(jì)輸入在±1g的背景下，加速度計(jì)的輸出與外部環(huán)境溫度變化的之間規(guī)律，建立適用于此背景下加速度計(jì)的輸入輸出模型。通過溫度靜態(tài)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行加速度計(jì)輸入輸出模型在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)溫度下的模型辨識(shí)方法的研究。在模型辨識(shí)的基礎(chǔ)上，，研究加速度計(jì)的溫度補(bǔ)償問題，以達(dá)到提高石英撓性加速度計(jì)輸出精度的目的。補(bǔ)償主要包括靜態(tài)溫度補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償。結(jié)合這兩種補(bǔ)償方法，給出加速度計(jì)在全溫度工作環(huán)境下(-20℃~＋50℃)補(bǔ)償放方法及補(bǔ)償對(duì)比效果。主要研究步驟如下： 1、通過對(duì)石英撓性加速度計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，在理論上研究石英撓性加速度計(jì)輸出信號(hào)產(chǎn)生溫漂誤差的原因。通過溫度靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，分析加速度計(jì)內(nèi)表殼各個(gè)元器件節(jié)點(diǎn)的溫度分布，結(jié)合元器件的溫度系數(shù)，在理論上定量計(jì)算加速度計(jì)溫差變化范圍。 2、石英撓性加速度計(jì)溫度特性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)溫度實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法采用在1g重力場(chǎng)下，加速度計(jì)等分點(diǎn)（2點(diǎn)、4點(diǎn)，12點(diǎn)等）翻滾實(shí)驗(yàn)方法。環(huán)境溫度變化范圍為-20℃~＋50℃。實(shí)驗(yàn)上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)動(dòng)加速度計(jì)的輸出電壓值和溫箱內(nèi)部溫度值。下位機(jī)測(cè)量電路采用基于80C51F300系列的單片機(jī)最小電路。最小電路采用的24位A/D轉(zhuǎn)化電路，分辨率為0.149μV，轉(zhuǎn)化電路頻率在1Hz~10Hz可調(diào)；選取DS18B20數(shù)字式溫度傳感器對(duì)加速度計(jì)所處的溫箱內(nèi)部溫度進(jìn)行采集。最小電路可以有效的完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與處理，為補(bǔ)償方案的研究提供可靠的數(shù)據(jù)。 3、研究石英撓性加速度計(jì)的在靜態(tài)溫度特性實(shí)驗(yàn)中的模型辨識(shí)方法。靜態(tài)溫度模型研究加速度計(jì)在靜態(tài)溫度-20℃~＋50℃范圍內(nèi)，各個(gè)等分點(diǎn)的輸出特性，采用最小二乘法對(duì)溫度模型進(jìn)行辨識(shí)。在靜態(tài)溫度特性實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)1g重力場(chǎng)下不同翻滾實(shí)驗(yàn)等分點(diǎn)數(shù)，分別進(jìn)行兩點(diǎn)法，四點(diǎn)法，多點(diǎn)法的溫度特性模型辨識(shí)。 4、研究石英撓性加速度計(jì)在動(dòng)態(tài)溫度特性實(shí)驗(yàn)中的模型辨識(shí)方法及補(bǔ)償問題。動(dòng)態(tài)溫度辨識(shí)模型解決加速度計(jì)在溫度急劇變換過程中加速度計(jì)輸出滯后性的問題。文中分別介紹了動(dòng)態(tài)差分傳導(dǎo)模型，動(dòng)態(tài)加權(quán)均值模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。并對(duì)每種模型系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償驗(yàn)證，求出最優(yōu)模型參數(shù)。在最優(yōu)模型參數(shù)的情況下，對(duì)比三種模型的補(bǔ)償效果。 5、結(jié)合溫度靜、動(dòng)態(tài)模型，進(jìn)行模型對(duì)比。通過輸出精度，指標(biāo)的波動(dòng)性，消耗硬件資源和補(bǔ)償時(shí)間，這4項(xiàng)對(duì)模型算法進(jìn)行對(duì)比。
【關(guān)鍵詞】：加速度計(jì) 誤差補(bǔ)償 靜態(tài)溫度模型 動(dòng)態(tài)模型 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：北京信息科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH824.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 綜述9-12
• 1.2 選題依據(jù)及意義12-13
• 1.3 研究工作及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 溫度誤差機(jī)理分析15-21
• 2.1 石英撓性加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理15-17
• 2.2 溫度誤差分析17-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 石英撓性加速度計(jì)測(cè)試方法21-33
• 3.1 補(bǔ)償測(cè)試實(shí)施方案21-25
• 3.2 加速度計(jì)測(cè)試平臺(tái)25-30
• 3.3 溫度特性實(shí)驗(yàn)方法30-32
• 3.4 數(shù)據(jù)處理方法32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第4章 靜態(tài)溫度特性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅孀R(shí)33-52
• 4.1 1g 重力場(chǎng)正交測(cè)試方法33-40
• 4.2 加速度計(jì)靜態(tài)模型辨識(shí)40-44
• 4.3 補(bǔ)償及技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證44-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 動(dòng)態(tài)溫度傳導(dǎo)模型及誤差補(bǔ)償52-70
• 5.1 差分溫度傳導(dǎo)模型53-57
• 5.2 加權(quán)均值傳導(dǎo)模型57-60
• 5.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)溫度傳達(dá)模型60-67
• 5.4 動(dòng)態(tài)模型對(duì)比67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)論70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 進(jìn)一步的工作方向71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：石英撓性加速度計(jì)溫度特性模型辨識(shí)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：297341