隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)不斷拓新,MEMS慣性器件越來越多的應(yīng)用到軍事、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)。現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對制導(dǎo)武器的打擊精度提出了更高的要求,高精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是提高精度的必要條件,這要求導(dǎo)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(yīng)用受到了更多的重視,但其測量精度仍是制約其應(yīng)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(shù)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(jù)模型方程設(shè)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(yīng)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(yīng)用研究,設(shè)計了由MEMS芯片構(gòu)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(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。研究了慣性導(dǎo)航技術(shù),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(shè)計,通過四元數(shù)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(dǎo)航應(yīng)用研究。在MEMS慣性組合應(yīng)用研究基礎(chǔ)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(yīng)位置條件下的狀態(tài)方程,建立了由導(dǎo)航輸出結(jié)果構(gòu)成了觀測量,對狀態(tài)方程進行模型簡化,采用導(dǎo)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(jù)仿真實驗數(shù)據(jù)進行仿真分析,仿真結(jié)果顯示在5s內(nèi)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(yù)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(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jié)構(gòu)

松下公司的石英陀螺的模具結(jié)構(gòu)

美國BEI公司的石英陀螺結(jié)構(gòu)
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本文編號：2886583