隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)技術不斷拓新,MEMS慣性器件越來越多的應用到軍事、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)�，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭對制導武器的打擊精度提出了更高的要求,高精度的慣性導航系統(tǒng)是提高精度的必要條件,這要求導航系統(tǒng)通過組裝更精確的慣性測量裝置來滿足需要。相比于傳統(tǒng)的慣性器件,MEMS慣性器件以其成本和體積等方面的優(yōu)勢其應用受到了更多的重視,但其測量精度仍是制約其應用發(fā)展的主要瓶頸。為了提高MEMS慣性組合的適用范圍,對MEMS慣性器件的標定技術研究日趨活躍,本文以MEMS慣性組合的在線自標定的方法為主要研究方向,主要研究了MEMS慣性器件的基本原理和輸出誤差模型,建立了MEMS慣性器件的誤差模型,根據模型方程設計了MEMS陀螺儀的實驗室標定方法,通過重力場實驗法對加速度計進行了標定,給出了具有工程應用價值的MEMS慣性組合的整機測試方法。通過對MEMS慣性器件的應用研究,設計了由MEMS芯片構成的慣性組合的系統(tǒng)方案,由ARM芯片的搭建了MEMS器件硬件,選取了與總體精度相適宜的陀螺儀和加速度計,提出了MEMS慣性器件設計的關鍵技術。研究了慣性導航技術,完成了由慣性器件輸出到載體姿態(tài)、速度和位置的更新方法設計,通過四元數更新法對載體姿態(tài)進行更新計算,并完成速度和位置更新解算完成基于MEMS慣性器件的慣性導航應用研究。在MEMS慣性組合應用研究基礎之上,重點研究了MEMS慣性器件的發(fā)射前在線標定方法,由彈體起豎過程建立了相應位置條件下的狀態(tài)方程,建立了由導航輸出結果構成了觀測量,對狀態(tài)方程進行模型簡化,采用導彈在起豎過程中彈體姿態(tài)的變化,建立在各個姿態(tài)角度變化條件下的誤差方程,獲得在線校準方程的簡化模型,將測量值帶入模型方程并進行求解,通過卡爾曼濾波法分配慣性組合的誤差源,根據仿真實驗數據進行仿真分析,仿真結果顯示在5s內實現(xiàn)了零偏估計值的估計并達到收斂效果,通過仿真驗證了自校準方法的可行性,慣性器件的零偏移估計值能有效的被預估,且估計值高度接近于真值和參考值,實現(xiàn)了對MEMS慣性器件的在線自標定。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TJ765.3;TN96
【部分圖文】：

松下公司的石英陀螺結構

松下公司的石英陀螺的模具結構

美國BEI公司的石英陀螺結構
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本文編號：2886583