【摘要】：本文針對低成本微慣性組件在彈載環(huán)境下的應(yīng)用問題,開展了微慣性組件的復(fù)合標(biāo)定以及位姿測量實驗研究。傳統(tǒng)的標(biāo)定方法一般適用于低動態(tài)應(yīng)用環(huán)境,而高動態(tài)環(huán)境下,標(biāo)定精度將大幅度降低;此外,高動態(tài)環(huán)境下傳感器可靠性的降低也將導(dǎo)致卡爾曼濾波器的測量精度急劇降低。如何降低慣性傳感器的原始級輸出誤差以及傳感器數(shù)據(jù)融合的決策級輸出誤差是本文研究的主要目的。本文首先針對高動態(tài)環(huán)境下低成本微慣性器件原始級輸出精度較低的問題,提出了陀螺儀的復(fù)合標(biāo)定算法。實施了三軸轉(zhuǎn)臺復(fù)合標(biāo)定實驗,使用模糊控制理論的方法離線調(diào)節(jié)高動態(tài)旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)的敏感系數(shù),重點解決了因敏感軸高速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的多軸之間存在耦合影響的問題,實現(xiàn)了 MEMS陀螺儀高低動態(tài)環(huán)境下的自適應(yīng)誤差補(bǔ)償。其次,針對高低動態(tài)環(huán)境下因傳感器補(bǔ)償級輸出精度較低而導(dǎo)致的測量精度降低問題,開展了多傳感器數(shù)據(jù)融合測量位姿方法的實驗研究。完成了陀螺儀,加速度計/磁力計組合、磁力計的單一傳感器姿態(tài)測量算法以及陀螺儀/加速度計組合的位置測量算法。重點對卡爾曼濾波器如何估計狀態(tài)量進(jìn)行了分析,實現(xiàn)了融合陀螺儀、加速度計、磁力計以及衛(wèi)星速度、位置信息測量載體位置、速度、姿態(tài)的方法。最后,針對高低動態(tài)環(huán)境下因傳感器可靠性變化而導(dǎo)致的測量精度降低問題,提出了可信度函數(shù)理論的數(shù)據(jù)融合方法,重點研究了慣導(dǎo)系統(tǒng)的可信度函數(shù)建模過程,實施了傳感器可靠性管理,通過可靠性因子剔除的手段規(guī)避了因不同工況導(dǎo)致傳感器可靠性變化對位姿測量結(jié)果的影響。搭建了衛(wèi)星接收機(jī)、微慣導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)建的組合導(dǎo)航系統(tǒng),針對可信度函數(shù)的數(shù)據(jù)融合方法開展了車載實驗研究,算法分析結(jié)果驗證了所提位姿測量方法的可行性、可靠性。
【圖文】：

圖２．１陀螺儀測量原理圖逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ邋ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ逡逑圖２．１為ＭＥＭＳ陀螺儀測量角速度的基本模型，，質(zhì)量ｍ在ｘ、ｙ兩正交軸方向逡逑由彈性結(jié)構(gòu)支撐，ｚ軸為輸入軸方向，與ｘ、ｙ軸滿足右手定則。逡逑－７邋－逡逑

用環(huán)境下的測量系統(tǒng)影響很大，由于陀螺儀的結(jié)構(gòu)、性能等指標(biāo)出廠時都己限定，逡逑所以提高陀螺儀輸出精度的唯一手段：對陀螺儀的原始輸出進(jìn)行誤差補(bǔ)償，其主要逡逑誤差源分析圖２．２。逡逑ＭＥＭＳ陀螺儀逡逑誤差源分析逡逑■邋「 邋１邋｜邋１邐￣￣￣１逡逑｜零點偏移ｊ邐｜刻度因數(shù)ｊ邐敏感軸失準(zhǔn)角邐｜隨機(jī)漂移逡逑Ｉ邋Ｉ邐N工NＸ邋Ｉ邋Ｉ逡逑零零零零邐刻｜刻刻刻邐量隨零速速逡逑偏偏偏偏邐度｜度度度邐化機(jī)偏率率逡逑＿＿，穩(wěn)重溫邐因｜因因因邐噪游不隨斜逡逑定復(fù)度邐數(shù)丨數(shù)數(shù)數(shù)邐聲走穩(wěn)機(jī)坡逡逑性性靈邐非不重溫邐一系定游逡逑敏線對復(fù)度邐數(shù)性走逡逑度性稱性靈邐一＿Ｉ邋１—Ｊ邋￣￣逡逑度性邋…敏逡逑邐逡逑圖２．２邋ＭＥＭＳ陀螺儀主要誤差源逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｍａｊｏｒ邋ｅｒｒｏｒ邋ｓｏｕｒｃｅｓ邋ｏｆ邋ＭＥＭＳ邋ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ逡逑ＭＥＭＳ陀螺儀誤差源分析主要著手四個方面：逡逑（１）
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN96;TP212

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