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基于MEMS陀螺的高温随钻定向测斜仪研究
1
作者 杨永友 底青云 +4 位作者 谢棋军 马良令 王京京 张露 任春华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1669-1677,共9页
针对油气井测量时所面临的小孔径、超深井、温度范围广、温度变化率高、工作时间长等挑战,研究了基于MEMS陀螺仪的定向测斜仪,设计了MEMS陀螺定向测斜仪软硬件系统.为确保该环境下的测量精度提出了一种动态温度补偿方案,并采用基于小波... 针对油气井测量时所面临的小孔径、超深井、温度范围广、温度变化率高、工作时间长等挑战,研究了基于MEMS陀螺仪的定向测斜仪,设计了MEMS陀螺定向测斜仪软硬件系统.为确保该环境下的测量精度提出了一种动态温度补偿方案,并采用基于小波滤波多尺度分析的方法对动态温变环境下陀螺输出信号进行去噪滤波处理,以实现定向测斜仪系统的测量精度.论文给出了定向测斜仪硬件系统方案、定向测斜算法、小波多尺度滤波算法.测试结果表明:该系统在常温和动态温变环境下井斜方位角精度优于±2°,井斜角精度优于±0.1°,工作温度最高150℃,可适应我国深层油气井勘探开发的应用场景需求. 展开更多
关键词 定向测斜仪 动态温变环境 mems陀螺 零偏补偿
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基于改进自适应滤波的MEMS陀螺振动误差抑制研究
2
作者 陈杰 侯帅康 +1 位作者 刘玉县 何春华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期61-63,67,共4页
本文提出一种基于改进自适应滤波的MEMS陀螺随机振动误差的补偿算法。该算法采用简化Sage-Husa自适应滤波算法估计量测噪声,并通过协方差匹配技术引入收敛性判据抑制了滤波的发散,它提高了实时性且减少了计算量。实验结果表明:经过改进... 本文提出一种基于改进自适应滤波的MEMS陀螺随机振动误差的补偿算法。该算法采用简化Sage-Husa自适应滤波算法估计量测噪声,并通过协方差匹配技术引入收敛性判据抑制了滤波的发散,它提高了实时性且减少了计算量。实验结果表明:经过改进算法滤波后,MEMS陀螺随机振动误差的方差减少97.76%,与常规卡尔曼滤波相比,改进算法的方差减少了72.66%,验证了改进的自适应卡尔曼滤波算法可以有效地抑制MEMS陀螺因随机振动引起的输出误差。 展开更多
关键词 mems陀螺 简化Sage-Husa自适应滤波 时间序列模型
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MEMS陀螺工作原理及其性能提升方法
3
作者 王小旭 陈圳南 +5 位作者 晏恺晨 李睿 张奥 王玺全 王宇鹏 卢乾波 《导航定位与授时》 CSCD 2024年第2期9-27,F0002,共20页
MEMS陀螺是一种应用广泛的新型微惯性传感器,可实现高精度、小体积、抗干扰性强的角速度测量,被广泛应用于航空航天、平台钻井、自动驾驶、可穿戴设备以及手机中。近年来,随着对MEMS陀螺研究的不断深入,许多新型MEMS陀螺的工作原理被提... MEMS陀螺是一种应用广泛的新型微惯性传感器,可实现高精度、小体积、抗干扰性强的角速度测量,被广泛应用于航空航天、平台钻井、自动驾驶、可穿戴设备以及手机中。近年来,随着对MEMS陀螺研究的不断深入,许多新型MEMS陀螺的工作原理被提出,由于测量原理的不同,其性能差异往往很大。本文旨在解决对MEMS陀螺的工作模式缺少系统性综述的问题,根据陀螺最终的读出技术,将MEMS陀螺的工作模式分为调幅、全角以及调频模式。在系统介绍其工作原理的基础上,详细讨论了各种工作模式下MEMS陀螺的性能提升方法。最后还介绍了各类MEMS陀螺的发展趋势,并结合各模式特性对MEMS陀螺的发展做出了展望。 展开更多
关键词 mems陀螺 调幅模式 全角模式 调频模式 误差补偿
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基于维纳过程的MEMS陀螺仪贮存寿命评估
4
作者 谭甜甜 张世艳 +1 位作者 杨昊雨 赵方超 《装备环境工程》 CAS 2024年第2期59-64,共6页
目的 针对MEMS陀螺仪在步进应力加速试验条件下获取的性能退化数据,提出基于维纳过程的贮存寿命评估方法及其模型准确度检验方法。方法 首先,确定温度为影响MEMS陀螺仪性能退化的主要环境因素,采用步进温度应力加速试验的方式获取其性... 目的 针对MEMS陀螺仪在步进应力加速试验条件下获取的性能退化数据,提出基于维纳过程的贮存寿命评估方法及其模型准确度检验方法。方法 首先,确定温度为影响MEMS陀螺仪性能退化的主要环境因素,采用步进温度应力加速试验的方式获取其性能退化数据。其次,分析各项性能参数的演变规律,确定标度因数为表征产品性能退化的特征性能参数。最后,采用漂移维纳过程对标度因数退化轨迹进行建模,并外推得到常温条件下的贮存寿命。结果 采用留一法对模型精度进行验证,模型准确度最低为86.44%。可靠度水平为0.95时,常温贮存(25℃)条件下的寿命评估结果为50.02 a。结论 基于维纳过程建立的性能退化模型的准确度在85%以上,该模型可应用于指定贮存条件下MEMS陀螺仪的性能退化预测及贮存寿命评估。 展开更多
关键词 mems陀螺仪 步进退化 标度因数 维纳过程 贮存寿命评估 留一法交叉验证
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基于MEEMD的MEMS陀螺仪降噪方法
5
作者 侯梦婷 王雪梅 +3 位作者 单斌 许哲 李灿 郑雨晞子 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期409-415,共7页
为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于改进的经验模态分解(MEEMD),结合粒子群优化算法(QPSO)优化的卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪降噪方法。通过引入排列熵的概念对微机械陀螺信号进行分解得到本征模态分量;计算各分量排列... 为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于改进的经验模态分解(MEEMD),结合粒子群优化算法(QPSO)优化的卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪降噪方法。通过引入排列熵的概念对微机械陀螺信号进行分解得到本征模态分量;计算各分量排列熵,分析排列熵变化趋势筛选出信号噪声混叠的分量,对其中混叠的分量分析建模,采用QPSO-KF算法滤波去噪;再对滤波结果和信号主导的分量进行重构,实现微机械陀螺信号降噪。实验验证了所提方法的有效性,相比传统经验模态分解(EMD)、KF精度提高了1个数量级,验证了所提方法的有效性和精度。 展开更多
关键词 微机械(mems)陀螺仪 经验模态分解 多尺度熵 粒子群优化 卡尔曼滤波
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基于ICEEMDAN-ACF的自适应MEMS陀螺信号去噪方法
6
作者 王伟 冉昌艳 +2 位作者 孙水发 祝执 罗志会 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第9期112-118,共7页
针对基于EMD的MEMS陀螺信号去噪方法中存在模态混叠、Hurst指数筛选法和相关系数筛选法无法准确筛选含噪本征模态函数(IMF)的问题,提出一种基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解-自相关函数(ICEEMDAN-ACF)的自适应MEMS陀螺信号去噪... 针对基于EMD的MEMS陀螺信号去噪方法中存在模态混叠、Hurst指数筛选法和相关系数筛选法无法准确筛选含噪本征模态函数(IMF)的问题,提出一种基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解-自相关函数(ICEEMDAN-ACF)的自适应MEMS陀螺信号去噪方法。首先使用ACF自适应阈值判断信号信噪比,对于包含低能量高频成分的低信噪比信号使用小波软阈值预降噪,之后使用ICEEMDAN算法将陀螺信号分解为多个IMF和一个余项,使用ACF自适应阈值筛选噪声主导IMF,剔除噪声主导IMF后重构陀螺信号。实验表明:文中改进算法在低、中、高信噪比条件下的去噪效果均优于小波软阈值法、EMD-Hurst指数法、EMD-相关系数法和EMD-ACF法。 展开更多
关键词 mems陀螺 信号去噪 ICEEMDAN 自适应阈值 自相关函数 随机噪声
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基于WDO-LSSVM的MEMS陀螺仪零偏温度补偿
7
作者 刘宇 林非凡 +3 位作者 陈燕苹 彭慧 韩亮 汪立新 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期688-695,共8页
微机电系统(MEMS)陀螺仪的零位偏移是影响惯性导航定位精度的主要原因之一。针对MEMS陀螺仪零位随温度变化的非线性偏移问题,提出一种基于风驱动优化-最小二乘支持向量机(WDO-LSSVM)的MEMS陀螺仪零偏温度补偿模型。通过小波变换对MEMS... 微机电系统(MEMS)陀螺仪的零位偏移是影响惯性导航定位精度的主要原因之一。针对MEMS陀螺仪零位随温度变化的非线性偏移问题,提出一种基于风驱动优化-最小二乘支持向量机(WDO-LSSVM)的MEMS陀螺仪零偏温度补偿模型。通过小波变换对MEMS陀螺仪三轴输出数据进行滤波预处理,结合最小二乘支持向量机(LSSVM)和风驱动优化(WDO)算法,构建MEMS陀螺仪的零偏温度补偿模型。实验结果表明:与传统的反向传播神经网络(BP)模型、粒子群优化-最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)模型相比,所提模型的陀螺仪零偏均方根误差和平均绝对误差均减小了约50%,实现了具有良好普适性的MEMS陀螺仪零偏温度补偿,进而可以提高惯性导航系统的定位精度。 展开更多
关键词 mems陀螺仪 风驱动优化算法 最小二乘支持向量机 温度补偿
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基于Allan方差法的MEMS陀螺仪误差补偿
8
作者 王洪志 单玉浩 孙雅琴 《舰船电子工程》 2023年第11期59-63,共5页
针对MEMS器件的误差来源进行分析,提出了采用Allan方差法对MEMS陀螺仪随机误差项进行辨识,确定几种随机误差项,建立AR模型并对确定的误差模型进行仿真,验证补偿效果明显。
关键词 mems陀螺 Allan方差法 AR模型 误差补偿
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BP神经网络结合粒子群优化卡尔曼滤波的MEMS陀螺随机误差补偿方法 被引量：3
9
作者 万芯炜 王晶 +3 位作者 杨辉 李毅 张远再 王路 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期556-565,共10页
针对微机电系统(MEMS)陀螺仪随机误差相对较大、影响其精度这一问题,提出一种基于BP神经网络结合具有量子行为的粒子群优化(QPSO)算法优化卡尔曼滤波(KF)的补偿方法。采集MEMS陀螺和转台数据作为样本,采用BP神经网络进行训练,建立误差模... 针对微机电系统(MEMS)陀螺仪随机误差相对较大、影响其精度这一问题,提出一种基于BP神经网络结合具有量子行为的粒子群优化(QPSO)算法优化卡尔曼滤波(KF)的补偿方法。采集MEMS陀螺和转台数据作为样本,采用BP神经网络进行训练,建立误差模型;利用训练好的模型对MEMS陀螺进行误差补偿;利用QPSO算法优化KF,以达到更好的降噪效果。实验结果表明,该方法较BP神经网络优化KF、QPSO优化KF与变分模态分解结合小波阈值去噪等方法去噪处理后的平均绝对误差(MAE)和均方误差(MSE)更小,具有更好的降噪效果。 展开更多
关键词 mems陀螺 BP神经网络 量子粒子群优化 卡尔曼滤波
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基于神经网络的MEMS陀螺仪温漂补偿方法研究
10
作者 郭刚强 柴波 +1 位作者 王云爽 赵建涛 《微电子学与计算机》 2023年第1期147-155,共9页
针对MEMS惯性传感器对温度变化非常敏感问题,提出了一种MEMS陀螺仪实时温度补偿方法,并比较了此方法与传统使用的分段线性拟合方法的补偿效果.首先,使用一个标定过的MEMS-IMU进行温度试验,并在试验过程中采集MEMS陀螺仪的输出;其次,提... 针对MEMS惯性传感器对温度变化非常敏感问题,提出了一种MEMS陀螺仪实时温度补偿方法,并比较了此方法与传统使用的分段线性拟合方法的补偿效果.首先,使用一个标定过的MEMS-IMU进行温度试验,并在试验过程中采集MEMS陀螺仪的输出;其次,提出了一个基于MEMS陀螺仪前一时刻温漂输出的实时补偿模型,并引入虚假最近邻算法来确定神经网络隐藏层的神经元个数;然后,采用了一种普通循环神经网络的变体,门循环单元循环神经网络,来辨识所提出模型的输入与输出之间的关系,从而得到完整的MEMS陀螺仪温漂实时补偿模型;最后,比较了所提出的方法和分段线性拟合方法的补偿效果.为了得到定量的比较结果,分别在相同试验条件下和不同升温速率条件下比较了以上两种方法补偿前后MEMS陀螺仪的艾伦方差和零偏稳定性.根据比较结果可知,在以上两种试验条件下,采用所提出的方法补偿后,MEMS陀螺仪的艾伦方差系数和零偏稳定性均显著降低,并且补偿效果均优于分段线性拟合方法. 展开更多
关键词 mems陀螺仪 温漂补偿 神经网络 虚假最近邻
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小波结合改进自适应卡尔曼滤波的MEMS陀螺降噪方法
11
作者 余国才 王虹 +1 位作者 孙传波 杨然 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期414-417,共4页
惯性传感器是惯性导航系统的核心组成,其精度决定了惯性导航系统的精度。为了提高惯性传感器精度,提出一种小波分析和时间序列相结合的改进Sage-Husa自适应卡尔曼滤波降噪方法。首先利用小波去噪滤除陀螺仪高频噪声,然后利用时间序列分... 惯性传感器是惯性导航系统的核心组成,其精度决定了惯性导航系统的精度。为了提高惯性传感器精度,提出一种小波分析和时间序列相结合的改进Sage-Husa自适应卡尔曼滤波降噪方法。首先利用小波去噪滤除陀螺仪高频噪声,然后利用时间序列分析与改进Sage-Husa自适应卡尔曼滤波相结合处理低频噪声。通过Allan方差分析估计陀螺仪噪声系数,结果表明所提方法降噪效果相较于传统卡尔曼滤波,陀螺仪的角度随机游走、零偏不稳定性、角速率游走及速率斜坡分别提高了90.6%、83.2%、87.9%、88.1%。 展开更多
关键词 mems陀螺 小波去噪 Sage-Husa自适应卡尔曼滤波 时间序列分析
原文传递
无驱动结构MEMS陀螺自旋频率补偿
12
作者 张岂鸣 张伟 刘奎 《现代电子技术》 2023年第23期155-159,共5页
无驱动结构MEMS陀螺的结构简单、自身没有驱动结构,依靠载体自旋为其提供驱动力。该类MEMS陀螺在工作过程中易受自旋频率影响,使输出信号与输入角速度之间产生非线性误差。针对自旋频率影响陀螺输出信号的问题,文中提出一种非线性补偿... 无驱动结构MEMS陀螺的结构简单、自身没有驱动结构,依靠载体自旋为其提供驱动力。该类MEMS陀螺在工作过程中易受自旋频率影响,使输出信号与输入角速度之间产生非线性误差。针对自旋频率影响陀螺输出信号的问题,文中提出一种非线性补偿方法。通过软件程序与硬件电路相结合,对陀螺在不同自旋频率与输入角速度下的输出信号进行分析,并对输出信号进行非线性补偿,以此来实现陀螺的自旋频率补偿。通过将补偿前后的输出信号进行对比,得出所提方法可以有效地消除陀螺输出信号与输入角速度之间存在的非线性误差。实验结果表明,补偿后的陀螺输出信号准确性提高97.0%,稳定性提高90.8%,在一定程度上可以消除自旋频率对陀螺输出信号的影响,提高陀螺性能。 展开更多
关键词 无驱动结构 mems陀螺 自旋频率补偿 输出信号 输入角速度 非线性误差 非线性补偿
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MEMS陀螺双通道数字接口系统设计
13
作者 吴奕铭 谭永海 +2 位作者 张欣 綦声波 李崇 《飞控与探测》 2023年第5期92-102,共11页
针对现有的MEMS陀螺接口系统只能对一个陀螺进行测控导致标定测控效率低下的问题,提出了一种新型的可同时对两个陀螺进行测控的MEMS陀螺双通道接口系统架构,并设计了一套与之对应的MEMS陀螺双通道测控电路,包括前端模拟电路、后端数字... 针对现有的MEMS陀螺接口系统只能对一个陀螺进行测控导致标定测控效率低下的问题,提出了一种新型的可同时对两个陀螺进行测控的MEMS陀螺双通道接口系统架构,并设计了一套与之对应的MEMS陀螺双通道测控电路,包括前端模拟电路、后端数字系统和人机交互终端。通过设计的人机交互系统对整个系统的全部功能进行了测试,其中扫频、锁相、稳幅、线性度和零偏稳定性等功能均能正常运行,在实际使用测试中相较于单通道接口系统测控效率提升到2倍以上。 展开更多
关键词 mems陀螺 接口系统 双通道 测控电路 FPGA+ARM架构
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激励信号对无驱动MEMS陀螺输出灵敏度的影响
14
作者 徐聪 张伟 郭子龙 《传感器世界》 2023年第5期31-35,共5页
MEMS陀螺在导航、控制、测量等领域的应用越来越广泛,而激励信号的选取直接影响着陀螺的检测灵敏度。文章首先通过理论分析了陀螺的结构特性,确定了影响信号检测灵敏度因素;然后对陀螺信号处理电路中的激励信号部分进行实验研究;最终选... MEMS陀螺在导航、控制、测量等领域的应用越来越广泛,而激励信号的选取直接影响着陀螺的检测灵敏度。文章首先通过理论分析了陀螺的结构特性,确定了影响信号检测灵敏度因素;然后对陀螺信号处理电路中的激励信号部分进行实验研究;最终选取了适合该陀螺的激励信号。为使无驱动MEMS陀螺具有较高的灵敏度,实验研究了不同幅值、频率和波形种类的激励信号对其产生的影响,为选取合适的激励信号提供了依据。实验结果表明:选择幅值为5 V、频率为139 kHz、占空比为80%左右的方波激励信号为最佳方案,能够有效地提高无驱动MEMS陀螺的输出灵敏度。 展开更多
关键词 无驱动 激励信号 灵敏度 mems陀螺
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MEMS陀螺半实物仿真系统设计
15
作者 王灿斌 刘志鹏 +1 位作者 邢昌达 李崇 《飞控与探测》 2023年第5期75-85,共11页
微机电(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)陀螺是基于科氏力原理,用于检测外部旋转的一种角速度传感器。由于MEMS陀螺本身性能的限制,其内部机理研究和接口电路设计的进程发展缓慢。通过分析MEMS陀螺的数学模型,并通过将RLC电路与... 微机电(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)陀螺是基于科氏力原理,用于检测外部旋转的一种角速度传感器。由于MEMS陀螺本身性能的限制,其内部机理研究和接口电路设计的进程发展缓慢。通过分析MEMS陀螺的数学模型,并通过将RLC电路与MEMS陀螺特征方程形式进行对比,说明了借助RLC电路建立MEMS陀螺半实物仿真(Hardware-in-loop Simulation,HILS)系统模型的可行性。在充分考虑了实际MEMS陀螺的输入/输出项、耦合项和谐振频率调节等完整功能的前提下,完成了MEMS陀螺的HILS系统模型各个功能模块的设计。设计的MEMS陀螺的HILS系统模型可实现实际MEMS陀螺的输入输出、谐振频率调节以及角速度检测,并通过一系列实验证实了其性能的可靠性,本设计为将HILS方法应用于MEMS陀螺研究提供了有效的依据。 展开更多
关键词 mems陀螺 等效模型 RLC电路 半实物仿真 模型设计
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MEMS陀螺噪声理论与模型综述
16
作者 聂伟豪 焦娟 +3 位作者 刘梦祥 姜波 周怡 苏岩 《飞控与探测》 2023年第5期1-13,共13页
工作在闭环检测模式下的MEMS陀螺具有较好的整体性能,是目前具有发展潜力的微陀螺方案之一。但是多个闭环的存在使得测控系统噪声源变多,通过构建噪声模型可以量化各噪声源对零偏输出的贡献,并且探明结构和电路参数对噪声性能指标的影响... 工作在闭环检测模式下的MEMS陀螺具有较好的整体性能,是目前具有发展潜力的微陀螺方案之一。但是多个闭环的存在使得测控系统噪声源变多,通过构建噪声模型可以量化各噪声源对零偏输出的贡献,并且探明结构和电路参数对噪声性能指标的影响,从而调整设计参数与控制方式,优化设计。首先阐述了MEMS陀螺谐振系统中的噪声源——热噪声和闪频噪声产生机理,然后将陀螺噪声模型分为相位噪声模型和幅度噪声模型,分别讨论国内外研究机构噪声建模的进展,如针对幅度频率耦合导致的额外相位噪声,讨论了非线性相位噪声模型和幅度噪声模型。非线性相位噪声模型通过引入非线性刚度来完善相位噪声谱表达式,幅度噪声模型通过考虑不同输入点的噪声在力平衡环路的传递过程来量化各噪声源影响因素。最后,对噪声模型的发展进行了展望,可以通过构建与调幅陀螺相联系的相位噪声模型和零偏不稳定性噪声模型,实现对陀螺噪声分析的完善。 展开更多
关键词 mems陀螺 闭环检测 幅度与相位噪声 噪声模型 研究进展
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变分模态分解组合广义形态滤波器的MEMS陀螺仪去噪方法
17
作者 芦竹茂 白洋 +2 位作者 黄纯德 关少平 孟晓凯 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期509-515,共7页
为了更加有效地消除MEMS陀螺仪输出信号存在大量不同类型噪声的同时保留有效信号特征,本文提出了一种变分模态分解(VMD)的多尺度自适应组合广义形态滤波器(CGMF)去噪方法.该方法首先采用VMD将MEMS陀螺仪原始输出信号分解为多个不同尺度... 为了更加有效地消除MEMS陀螺仪输出信号存在大量不同类型噪声的同时保留有效信号特征,本文提出了一种变分模态分解(VMD)的多尺度自适应组合广义形态滤波器(CGMF)去噪方法.该方法首先采用VMD将MEMS陀螺仪原始输出信号分解为多个不同尺度的具有特殊稀疏性的一高低频离散带限子信号内模函数(BLIMFs),然后通过选择CGMF中合适的结构元素(SEs)长度和几何结构对上述不同尺度BLIMFs进行自适应去噪处理,最后重建去噪后的BLIMFs获得去噪信号.通过实验验证并与现有的信号去噪方法相比,本方法的主要优点在于:1)解决了CGMF中SEs的长度和几何结构等关键参数的自适应选择问题;2)针对不同类型噪声均进行了有效的分离和去噪处理. 展开更多
关键词 变分模态分解 组合广义形态滤波 结构元素 mems陀螺仪 微机电系统 信号去噪
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基于改进的Sage-Husa滤波MEMS陀螺阵列降噪技术研究
18
作者 张佳宁 李平华 庄须叶 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期54-60,共7页
为充分挖掘MEMS陀螺的性能,提高MEMS陀螺在实际应用中的精度,通过搭建四陀螺阵列结合改进的Sage-Husa滤波算法对陀螺阵列的输出信号进行降噪,在不改变陀螺加工工艺和显著提高生产成本的条件下有效提高了MEMS陀螺仪的实际性能。通过分析M... 为充分挖掘MEMS陀螺的性能,提高MEMS陀螺在实际应用中的精度,通过搭建四陀螺阵列结合改进的Sage-Husa滤波算法对陀螺阵列的输出信号进行降噪,在不改变陀螺加工工艺和显著提高生产成本的条件下有效提高了MEMS陀螺仪的实际性能。通过分析MEMS陀螺仪的系统误差和随机误差,搭建误差模型,利用传统卡尔曼滤波、移动平均滤波、小波阈值去噪和改进的Sage-Husa滤波算法对单个陀螺和陀螺仪阵列进行降噪处理,实验对比发现改进的Sage-Husa滤波算法和陀螺仪阵列结合后能有效降低陀螺的输出噪声。利用Allan方差分析陀螺仪阵列经过改进的Sage-Husa算法滤波后的随机误差,四陀螺阵列角度随机游走从0.40°/√h降低到0.30°/√h,零偏不稳定性从71.11°/h降低到5.83°/h,有效提高了MEMS陀螺在实际应用中的性能。 展开更多
关键词 mems陀螺仪 Sage-Husa算法 卡尔曼滤波 ALLAN方差 陀螺阵列
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MEMS陀螺仪随机误差在线建模与滤波研究
19
作者 李怀敏 陈秀明 《邵阳学院学报（自然科学版）》 2023年第1期16-23,共8页
针对普通微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)陀螺仪随机误差较大、零偏性影响在线建模的问题,提出对MEMS陀螺仪随机误差在线建模、实时滤波以提高MEMS陀螺仪在工程应用中的精度。首先,对陀螺仪采样数据进行分析处理... 针对普通微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)陀螺仪随机误差较大、零偏性影响在线建模的问题,提出对MEMS陀螺仪随机误差在线建模、实时滤波以提高MEMS陀螺仪在工程应用中的精度。首先,对陀螺仪采样数据进行分析处理,使其满足时间序列建模的要求。为避免数据离线零均值处理,实现在线建模,直接将数据中陀螺仪零偏引起的常值分量带入模型,建立具有常数项的时间序列模型,并通过递推最小二乘法得到模型参数的最优估计;然后,利用时域上状态空间方法设计增广状态Kalman滤波器,实时修正MEMS陀螺仪随机误差。研究表明方法有效,MEMS陀螺仪精度进一步提高,研究能为后续惯性测量运算提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 mems陀螺仪 带常数项的时间序列模型 KALMAN滤波 递推最小二乘法 在线建模
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一种八质量MEMS陀螺模态频率分析方法
20
作者 李毅轩 郑雄斌 姜波 《飞控与探测》 2023年第5期23-28,共6页
针对结构八质量MEMS陀螺在工作模态频率迭代设计过程中效率低下的问题,提出了一种模态频率解析分析方法。首先,根据八质量MEMS陀螺谐振子的构成方式是由集总质量按旋转对称的排布方式通过单向刚度柔性梁连接形成整体的特点,将其等效简... 针对结构八质量MEMS陀螺在工作模态频率迭代设计过程中效率低下的问题,提出了一种模态频率解析分析方法。首先,根据八质量MEMS陀螺谐振子的构成方式是由集总质量按旋转对称的排布方式通过单向刚度柔性梁连接形成整体的特点,将其等效简化成一个质量-弹簧模型。然后,采用拉格朗日方程建立16自由度的质量-弹簧等效模型的动力学方程;考虑到八质量MEMS陀螺的工作模态振型特点,对动力学方程做出针对性的简化,提取其中的质量矩阵和刚度矩阵,求解质量矩阵和刚度矩阵行列式的特征值,通过逆推法筛选出符合工作模态振型特点的特征值,即为所需的工作模态频率。所提出的解析分析方法与有限元仿真频率偏差为12.8%,验证了所建频率分析模型的可行性。与有限元仿真所需的复杂建模流程相比,这种模态频率分析方法只需柔性梁的刚度以及质量块的质量,便能计算出工作模态的频率,因而能有效开展全局动力学模态分析,获取动力学最优解。 展开更多
关键词 八质量mems陀螺 拉格朗日动力学方程 工作模态频率
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