微型航姿參考系統(tǒng)中微機械陀螺溫度誤差及補償算法研究.pdf

1、微機械陀螺是組成慣性航姿參考系統(tǒng)的關鍵器件之一。由于硅材料是一種熱敏材料，溫度變化導致的各種誤差對微機械陀螺的各項性能指標影響很大。當環(huán)境溫度變化時，微機械陀螺的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)會發(fā)生改變，會對陀螺的標度因數(shù)和零偏造成一定的影響，從而影響到陀螺的輸出精度和性能。因此，很有必要研究陀螺的溫度特性，選擇合適的算法建立溫度模型，對溫度誤差進行補償。本文的主要研究內(nèi)容和工作如下：
　　1．本論文首先明確了提高航姿參考系統(tǒng)精度的研究目的，

2、介紹了航姿參考系統(tǒng)的基本理論和工作原理，包括慣性系統(tǒng)中的常用坐標系的定義、載體的姿態(tài)表示與坐標轉(zhuǎn)換、慣性導航系統(tǒng)的基本方程以及姿態(tài)方程，并對捷聯(lián)姿態(tài)算法做了初步闡述。
　　2．分析了微機械陀螺的各種誤差來源，推導了微機械陀螺的運動方程，得到了影響微機械陀螺振動位移和結構靈敏度的主要因素。溫度的變化會使諧振頻率發(fā)生偏移、品質(zhì)因數(shù)發(fā)生改變，會對原有的各種誤差進一步放大，從而影響微機械陀螺的輸出精度。
　　3．介紹了多種微機械陀螺

3、的溫度誤差補償算法模型。闡述了最小二乘多項式、神經(jīng)網(wǎng)絡及受控馬氏鏈等三種補償算法的基本原理及實現(xiàn)方式，為接下來的溫度實驗和補償仿真做好鋪墊。
　　4．通過溫度試驗，建立了全溫區(qū)的溫度誤差補償模型，并進行了仿真補償驗證。完成了實驗電路板的硬件設計，并基于Visual C++編程語言開發(fā)了微機械陀螺溫度補償測控軟件，實現(xiàn)了陀螺輸出以及航姿系統(tǒng)解算結果的實時波形監(jiān)測。
　　5．最后，對各種算法的補償結果進行了總結和比對，分析了各種