慣性測量組合溫度漂移誤差補償技術研究.pdf

1、隨著MEMS技術的不斷應用和創(chuàng)新，MEMS慣性器件(加速度計和陀螺儀)及其組合MIMU(Micro Inertial Measurement Unit，微慣性測量單元)以其尺寸小，功耗低，重量輕等優(yōu)點廣泛地應用于軍事領域和諸多民用領域。然而由于MEMS慣性器件測量電路是由對溫度較敏感的硅材料組成的，因此應用環(huán)境的溫度變化對其測量會產(chǎn)生較大的影響。溫度漂移誤差是影響MEMS慣性器件測量精度的主要因素之一，如何減小這類誤差成為亟待解決的問題

2、，目前采用的方法主要歸結(jié)為兩種：硬件控制和軟件補償。本課題以MIMU為研究對象，對其溫度漂移誤差進行分析、測試和建模，最終進行補償，具體從以下幾個方面論述：
　　首先，針對硅微機械振動陀螺儀和梳齒狀電容式微加速度計，分析其組成結(jié)構、運動力學特性及工作原理，在此基礎上闡述溫度誤差的產(chǎn)生機理，包括溫度變化造成的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、機械靈敏度等性能參數(shù)的變化，最終影響到零偏和標度因數(shù)的漂移，為溫度建模補償提供依據(jù)。
　　其次，MI

3、MU的標定是進行誤差建模工作的基礎，分析溫度漂移誤差是在標定的前提下進行的。通過標定建立MIMU的誤差數(shù)學模型，設計合適的試驗確定模型的零偏、標度因數(shù)和安裝誤差系數(shù)等24個參數(shù)，建立MIMU的加速度測量值a、角速率測量值w與輸出電壓值U的關系，為后續(xù)溫度誤差的分析建模和補償研究奠定理論基礎。
　　最后，通過溫度試驗分析零偏和標度因數(shù)、安裝誤差系數(shù)等24個參數(shù)的溫度特性，建立MIMU的溫度誤差補償模型，即采用軟件補償?shù)姆桨笇IMU