MEMS慣性測(cè)量單元全參數(shù)標(biāo)定方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-02 04:54
MEMS慣性測(cè)量單元(MEMS-IMU)憑借其低成本、小尺寸、易于批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)成為現(xiàn)階段小型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和航姿測(cè)量系統(tǒng)的核心信息源,在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域都發(fā)揮著日趨重要的作用。隨著微機(jī)電產(chǎn)業(yè)和制造工藝的進(jìn)步發(fā)展,MEMS慣性測(cè)量單元有著取代其他各種中低精度IMU的趨勢(shì)。然而,與其他各型號(hào)慣性測(cè)量單元相似,MEMS慣性測(cè)量單元同樣面臨著周期性標(biāo)定的問題,甚至對(duì)低精度的MEMS-IMU而言,依據(jù)其誤差參數(shù)補(bǔ)償測(cè)量精度有著更加重要的實(shí)際意義,是提升其使用性能不可或缺的手段。本文針對(duì)現(xiàn)有的MEMS慣性測(cè)量單元對(duì)全誤差參數(shù)進(jìn)行誤差分析和標(biāo)定補(bǔ)償?shù)难芯。本文從確定性誤差和隨機(jī)誤差兩個(gè)方面開展了MEMS慣性測(cè)量單元的誤差特性分析,研究了各項(xiàng)誤差的產(chǎn)生機(jī)理以及辨識(shí)方法。首先對(duì)三項(xiàng)確定性誤差設(shè)計(jì)了正反速率實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)多位置實(shí)驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定;又對(duì)隨機(jī)噪聲采用Allan方差方法進(jìn)行分析,估計(jì)出了五項(xiàng)隨機(jī)噪聲。并針對(duì)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)精度制約著器件標(biāo)定效率以及標(biāo)定流程過于繁瑣的缺陷,研究了系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定理論對(duì)MEMS慣性測(cè)量單元標(biāo)定及補(bǔ)償方法,提出一種基于卡爾曼濾波的主子慣組匹配標(biāo)定算法,在傳統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法基礎(chǔ)上引進(jìn)高...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MEMS陀螺儀Allan方差分析曲線圖
中北大學(xué)學(xué)位論文54圖4-2系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定卡爾曼濾波原理圖Fig4-2Schematicdiagramofsystem-levelcalibrationKalmanfiltering4.4.1系統(tǒng)狀態(tài)方程系統(tǒng)狀態(tài)方程選用12階卡爾曼濾波模型,包括三軸速度誤差、姿態(tài)誤差、陀螺誤差和加速度計(jì)誤差。其狀態(tài)方程變量定義為:XFXGWZHXV=+=+(4-22)其中狀態(tài)量為:TXvEvNvUENUxyzAxAyAz=;狀態(tài)外部控制量為:000000TgxggzaxayazWWWWWWW=;
中北大學(xué)學(xué)位論文615.4系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖5-4慣性測(cè)量單元零偏誤差估計(jì)Fig5-4Estimationofthezerooffseterroroftheinertialmeasurementunit圖5-5慣性測(cè)量單元安裝誤差估計(jì)Fig5-5Estimationofinstallationerrorofinertialmeasurementunit圖5-6慣性測(cè)量單元標(biāo)度因數(shù)誤差估計(jì)Fig5-6Scalefactorerrorestimationofinertialmeasurementunit
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)航制導(dǎo)與傳感技術(shù)研究領(lǐng)域若干問題的思考與展望[J]. 郭雷,房建成. 中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2017(09)
[2]慣性儀表測(cè)試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 王常虹,董燕琴,陳效真,任順清. 導(dǎo)航與控制. 2017(04)
[3]互補(bǔ)濾波器和Kalman濾波器在姿態(tài)角測(cè)量中研究[J]. 蔣光峰,談?dòng)⒆? 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2017(06)
[4]基于STM32單片機(jī)的恒溫箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王桔,洪梅. 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[5]36維Kalman濾波的激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法[J]. 江奇淵,湯建勛,韓松來,袁保倫. 紅外與激光工程. 2015(05)
[6]特種物品儲(chǔ)運(yùn)記錄儀的設(shè)計(jì)與研究[J]. 張海寧,王博. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2015(03)
[7]慣性技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用需求分析[J]. 宋海凌,馬溢清. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2012(02)
[8]慣性元件的失準(zhǔn)角分離技術(shù)研究[J]. 李巍,任順清,趙洪波. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的外場(chǎng)動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法[J]. 楊曉霞,孟浩然,王帥. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(04)
[10]捷聯(lián)慣性組合在艦標(biāo)定技術(shù)研究[J]. 白亮,秦永元,吳楓. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
博士論文
[1]陸用高精度激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 張紅良.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]MEMS慣性器件參數(shù)辨識(shí)及系統(tǒng)誤差補(bǔ)償技術(shù)[D]. 何昆鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]機(jī)械抖動(dòng)激光陀螺鑒相解調(diào)與穩(wěn)頻技術(shù)的研究[D]. 謝元平.中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2000
碩士論文
[1]MEMS慣性測(cè)量單元測(cè)試標(biāo)定方法研究[D]. 張勝男.中北大學(xué) 2019
[2]基于ARM的MEMS捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 李景旺.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[3]光纖陀螺閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)字一體化設(shè)計(jì)[D]. 楊一鳳.電子科技大學(xué) 2018
[4]MEMS慣性測(cè)量單元設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)研究[D]. 邵安成.東南大學(xué) 2017
[5]彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)免拆標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 王樂.東南大學(xué) 2016
[6]基于MEMS-GPS的車載導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 賈云亮.西京學(xué)院 2016
[7]輸入非線性下MEMS陀螺儀滑?刂撇呗匝芯縖D]. 杜東貞.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[8]平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)自標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 魏學(xué)寶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[9]MEMS陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定方法研究[D]. 王如勝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[10]基于ADIS16488 MEMS慣性組合姿態(tài)測(cè)量設(shè)計(jì)與研究[D]. 楊陽(yáng).中北大學(xué) 2015
本文編號(hào):2952693
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MEMS陀螺儀Allan方差分析曲線圖
中北大學(xué)學(xué)位論文54圖4-2系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定卡爾曼濾波原理圖Fig4-2Schematicdiagramofsystem-levelcalibrationKalmanfiltering4.4.1系統(tǒng)狀態(tài)方程系統(tǒng)狀態(tài)方程選用12階卡爾曼濾波模型,包括三軸速度誤差、姿態(tài)誤差、陀螺誤差和加速度計(jì)誤差。其狀態(tài)方程變量定義為:XFXGWZHXV=+=+(4-22)其中狀態(tài)量為:TXvEvNvUENUxyzAxAyAz=;狀態(tài)外部控制量為:000000TgxggzaxayazWWWWWWW=;
中北大學(xué)學(xué)位論文615.4系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖5-4慣性測(cè)量單元零偏誤差估計(jì)Fig5-4Estimationofthezerooffseterroroftheinertialmeasurementunit圖5-5慣性測(cè)量單元安裝誤差估計(jì)Fig5-5Estimationofinstallationerrorofinertialmeasurementunit圖5-6慣性測(cè)量單元標(biāo)度因數(shù)誤差估計(jì)Fig5-6Scalefactorerrorestimationofinertialmeasurementunit
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)航制導(dǎo)與傳感技術(shù)研究領(lǐng)域若干問題的思考與展望[J]. 郭雷,房建成. 中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2017(09)
[2]慣性儀表測(cè)試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 王常虹,董燕琴,陳效真,任順清. 導(dǎo)航與控制. 2017(04)
[3]互補(bǔ)濾波器和Kalman濾波器在姿態(tài)角測(cè)量中研究[J]. 蔣光峰,談?dòng)⒆? 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2017(06)
[4]基于STM32單片機(jī)的恒溫箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王桔,洪梅. 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[5]36維Kalman濾波的激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法[J]. 江奇淵,湯建勛,韓松來,袁保倫. 紅外與激光工程. 2015(05)
[6]特種物品儲(chǔ)運(yùn)記錄儀的設(shè)計(jì)與研究[J]. 張海寧,王博. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2015(03)
[7]慣性技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用需求分析[J]. 宋海凌,馬溢清. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2012(02)
[8]慣性元件的失準(zhǔn)角分離技術(shù)研究[J]. 李巍,任順清,趙洪波. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]激光捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的外場(chǎng)動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法[J]. 楊曉霞,孟浩然,王帥. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(04)
[10]捷聯(lián)慣性組合在艦標(biāo)定技術(shù)研究[J]. 白亮,秦永元,吳楓. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
博士論文
[1]陸用高精度激光陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 張紅良.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]MEMS慣性器件參數(shù)辨識(shí)及系統(tǒng)誤差補(bǔ)償技術(shù)[D]. 何昆鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]機(jī)械抖動(dòng)激光陀螺鑒相解調(diào)與穩(wěn)頻技術(shù)的研究[D]. 謝元平.中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2000
碩士論文
[1]MEMS慣性測(cè)量單元測(cè)試標(biāo)定方法研究[D]. 張勝男.中北大學(xué) 2019
[2]基于ARM的MEMS捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 李景旺.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[3]光纖陀螺閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)字一體化設(shè)計(jì)[D]. 楊一鳳.電子科技大學(xué) 2018
[4]MEMS慣性測(cè)量單元設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)研究[D]. 邵安成.東南大學(xué) 2017
[5]彈載捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)免拆標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 王樂.東南大學(xué) 2016
[6]基于MEMS-GPS的車載導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 賈云亮.西京學(xué)院 2016
[7]輸入非線性下MEMS陀螺儀滑?刂撇呗匝芯縖D]. 杜東貞.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[8]平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)自標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 魏學(xué)寶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[9]MEMS陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定方法研究[D]. 王如勝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[10]基于ADIS16488 MEMS慣性組合姿態(tài)測(cè)量設(shè)計(jì)與研究[D]. 楊陽(yáng).中北大學(xué) 2015
本文編號(hào):2952693
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