微機(jī)械加速度計(jì)誤差分析與補(bǔ)償技術(shù)

1、微機(jī)械微機(jī)械加速度計(jì)誤差加速度計(jì)誤差分析與補(bǔ)償技術(shù)分析與補(bǔ)償技術(shù)自動(dòng)化自動(dòng)化學(xué)院學(xué)院李楠李楠誤差分析誤差分析誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償 結(jié)構(gòu)誤差結(jié)構(gòu)誤差 噪聲噪聲誤差誤差 溫度溫度誤差誤差 交叉交叉加速度誤差加速度誤差 閉環(huán)系統(tǒng)誤差閉環(huán)系統(tǒng)誤差 噪聲誤差噪聲誤差 溫度溫度誤差誤差 濾波（濾波（H） 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)SVM微機(jī)械加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)誤差微機(jī)械加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)誤差 結(jié)構(gòu)誤差主要是在設(shè)計(jì)工藝過程引入的誤差。包括材料的選擇、電阻的設(shè)計(jì)與加工以及主要工藝步驟的加工精度對(duì)微加速度計(jì)輸出性能的影響。微機(jī)械加速度計(jì)微機(jī)械加速度計(jì)的的噪聲噪聲誤差誤差由于微機(jī)械加速度計(jì)信號(hào)非常微弱，噪聲的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重降低輸出信號(hào)的信

2、噪比。微機(jī)械加速度計(jì)系統(tǒng)中的噪聲主要包括機(jī)械結(jié)構(gòu)噪聲、電源噪聲、電磁干擾噪聲、分布電容噪聲、電路熱噪對(duì)噪聲誤差的補(bǔ)償方法一般根據(jù)噪聲的來源進(jìn)行修正。減小噪聲的措施減小噪聲的措施 采用調(diào)制解調(diào)型前置放大電路 增加濾波電路 合理布線 采用屏蔽措施 電源濾波 增大敏感質(zhì)量 適當(dāng)真空封裝 減小功耗微機(jī)械加速度計(jì)微機(jī)械加速度計(jì)的的溫度溫度誤差誤差微機(jī)械加速度計(jì)通電工作時(shí)，其功耗會(huì)造成加速度計(jì)本身溫度的升高。環(huán)境溫度的變化也會(huì)噪聲加速度計(jì)本身溫度的升高。溫度的變化會(huì)引起表頭幾何尺寸以及電解質(zhì)介電常數(shù)的變化，進(jìn)而引起敏感電容的變化，造成輸出誤差。微機(jī)械加速度計(jì)的零位溫度漂移微機(jī)械加速度計(jì)的溫度傳感器輸出微機(jī)

3、械微機(jī)械加速度計(jì)的交叉加速度誤差加速度計(jì)的交叉加速度誤差對(duì)于微機(jī)械加速度計(jì)，敏感軸正交方向上的加速度輸入理論上不引起加速度計(jì)輸出，但由于結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)參數(shù)的原因，會(huì)引起加速度計(jì)輸出的變化，造成交叉加速度誤差。其誤差大小用交叉軸靈敏度和交叉耦合系數(shù)表示。為了減小交叉加速度誤差，應(yīng)當(dāng)使與敏感軸正交方向的模態(tài)頻率遠(yuǎn)高于敏感軸的工作模態(tài)頻率。微機(jī)械加速度計(jì)閉環(huán)系統(tǒng)誤差分析微機(jī)械加速度計(jì)閉環(huán)系統(tǒng)誤差分析 在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，可以通過增大系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)和提高系統(tǒng)型次來減小由輸入引起的誤差。 提高反饋通道的精度，可以有效減少系統(tǒng)誤差。H濾波器的應(yīng)用濾波器的應(yīng)用 H濾波是將魯棒控制問題應(yīng)用于濾波領(lǐng)域，以

4、系統(tǒng)的H性能指標(biāo)建立濾波方程，有效地解決了系統(tǒng)中未知量與未知噪聲的不確定性影響，對(duì)系統(tǒng)噪聲具有很好的魯棒特性。 無需了解噪聲的分布模型01002003004005006007008009001000-0.0500.050.10.150.20.250.3t(s)v(m/s) INS系 統(tǒng) 輸 出H濾 波 輸 出SVM人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與控制領(lǐng)域的一個(gè)重要的研究方向。它主要研究如何讓機(jī)器系統(tǒng)模擬人類的智能學(xué)習(xí)行為20世紀(jì)90年代Vapnik等人就有限樣本下的機(jī)器學(xué)習(xí)理論進(jìn)行了研究，提出了一個(gè)較為完善的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論體系。并在這一體系的基礎(chǔ)上提出了一種新的學(xué)習(xí)分類方法支持向量機(jī)（Support Ve

5、ctor Machine，簡稱SVM）。05101520253035404550-1.5-1-0.500.511.5t(s)s(m) 訓(xùn) 練 數(shù) 據(jù)回 歸 函 數(shù)參考文獻(xiàn) Study on Errors Compensation of a Vehicular MEMS Accelerometer Guan Xin, Yan Dong, Gao Zhen-hai 2005 IEEE. 電容式微機(jī)械加速度計(jì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究電子科技大學(xué)學(xué)報(bào) Vol.31 No.5 微型航姿系統(tǒng)中三軸M EM S 加速度計(jì)組合誤差建模方法 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào) 2011參考文獻(xiàn) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教程. 北京郵電大學(xué)出版社,2006.韓力群. On-line Realization of SVM Kalman Filter for MEMS Gyro 2011 IEEE,768-770 Th