為進(jìn)一步提高微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）加速度計的測量精度,建立以測量值為輸入、真實值為輸出的MEMS加速度計誤差補(bǔ)償模型,利用Allan方差和最小均方（LMS）自適應(yīng)濾波算法對加速度計在6個位置下的多組實際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲分析和預(yù)處理,處理后的全部測量數(shù)據(jù)作為樣本訓(xùn)練模型參數(shù),利用最小二乘和批量梯度下降相結(jié)合的方法獲得樣本數(shù)據(jù)對真實模型參數(shù)的最優(yōu)擬合,并利用該模型對加速度計進(jìn)行誤差補(bǔ)償,實現(xiàn)MEMS加速度計的高精度標(biāo)定。實驗驗證表明,利用該模型對MEMS加速度計進(jìn)行誤差補(bǔ)償后,輸出值的均值誤差為（0.72～1.19）×10^-4g,標(biāo)準(zhǔn)差為（0.75～1.61）×10^-4g,相對于補(bǔ)償前,均值誤差降低了2個數(shù)量級,標(biāo)準(zhǔn)差降低了1個數(shù)量級,有效提高了MEMS加速度計的測量精度和穩(wěn)定性。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

三軸轉(zhuǎn)臺和固定在轉(zhuǎn)臺上的MEMS-IMU

LMS自適應(yīng)濾波的原理是利用前一個已經(jīng)獲取的濾波器參數(shù)，自動調(diào)整當(dāng)前的濾波器參數(shù)，使濾波器的輸出與期望參考輸入之間的均方誤差最小，從而達(dá)到最優(yōu)的濾波效果。LMS自適應(yīng)濾波算法原理如圖2所示。圖2中，X(n)為濾波器的主輸入，Y(n)為濾波器的輸出，d(n)為濾波器的期望參考輸入，e(n)為濾波器的估計誤差輸出，n=1,2,3，…。

如果直接使用LMS自適應(yīng)濾波器對A*進(jìn)行濾波，很難選取與A相關(guān)而與噪聲v不相關(guān)的期望參考輸入d(n)，使最終的濾波輸出Y(n)為A。反之，可以利用Allan方差對A*中的噪聲v進(jìn)行分析，進(jìn)而得到噪聲v的模型。然后以噪聲v的相關(guān)噪聲v*為期望參考輸入d(n)，以A*為主輸入X(n)。利用v與v*的相關(guān)性，使濾波輸出Y(n)盡量地逼近v*，即相當(dāng)于估計誤差輸出e(n)盡量地逼近A。在最優(yōu)條件下，估計誤差輸出e(n)即為去除噪聲后的A，實現(xiàn)了v與υ*的噪聲抵消。如圖3所示。2.3 Allan方差分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]MEMS加速度計的六位置測試法[J]. 宋麗君,秦永元.  測控技術(shù). 2009(07)



本文編號：3043585