發(fā)布時間：2017-04-10 18:39

  本文關(guān)鍵詞：石英撓性加速度計溫度特性模型辨識方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文圍繞石英撓性加速度計的輸出隨溫度變化的特性，研究在空間微重力環(huán)境，溫度變化劇烈，加速度計輸入在±1g的背景下，加速度計的輸出與外部環(huán)境溫度變化的之間規(guī)律，建立適用于此背景下加速度計的輸入輸出模型。通過溫度靜態(tài)、動態(tài)實驗，分別進(jìn)行加速度計輸入輸出模型在靜態(tài)、動態(tài)溫度下的模型辨識方法的研究。在模型辨識的基礎(chǔ)上，，研究加速度計的溫度補(bǔ)償問題，以達(dá)到提高石英撓性加速度計輸出精度的目的。補(bǔ)償主要包括靜態(tài)溫度補(bǔ)償和動態(tài)溫度補(bǔ)償。結(jié)合這兩種補(bǔ)償方法，給出加速度計在全溫度工作環(huán)境下(-20℃~＋50℃)補(bǔ)償放方法及補(bǔ)償對比效果。主要研究步驟如下： 1、通過對石英撓性加速度計結(jié)構(gòu)特點的分析，在理論上研究石英撓性加速度計輸出信號產(chǎn)生溫漂誤差的原因。通過溫度靜態(tài)實驗，分析加速度計內(nèi)表殼各個元器件節(jié)點的溫度分布，結(jié)合元器件的溫度系數(shù)，在理論上定量計算加速度計溫差變化范圍。 2、石英撓性加速度計溫度特性實驗的實施，包括靜態(tài)、動態(tài)溫度實驗。實驗方法采用在1g重力場下，加速度計等分點（2點、4點，12點等）翻滾實驗方法。環(huán)境溫度變化范圍為-20℃~＋50℃。實驗上位機(jī)軟件實時采集存儲動加速度計的輸出電壓值和溫箱內(nèi)部溫度值。下位機(jī)測量電路采用基于80C51F300系列的單片機(jī)最小電路。最小電路采用的24位A/D轉(zhuǎn)化電路，分辨率為0.149μV，轉(zhuǎn)化電路頻率在1Hz~10Hz可調(diào)；選取DS18B20數(shù)字式溫度傳感器對加速度計所處的溫箱內(nèi)部溫度進(jìn)行采集。最小電路可以有效的完成數(shù)據(jù)實時采集與處理，為補(bǔ)償方案的研究提供可靠的數(shù)據(jù)。 3、研究石英撓性加速度計的在靜態(tài)溫度特性實驗中的模型辨識方法。靜態(tài)溫度模型研究加速度計在靜態(tài)溫度-20℃~＋50℃范圍內(nèi)，各個等分點的輸出特性，采用最小二乘法對溫度模型進(jìn)行辨識。在靜態(tài)溫度特性實驗中，根據(jù)1g重力場下不同翻滾實驗等分點數(shù)，分別進(jìn)行兩點法，四點法，多點法的溫度特性模型辨識。 4、研究石英撓性加速度計在動態(tài)溫度特性實驗中的模型辨識方法及補(bǔ)償問題。動態(tài)溫度辨識模型解決加速度計在溫度急劇變換過程中加速度計輸出滯后性的問題。文中分別介紹了動態(tài)差分傳導(dǎo)模型，動態(tài)加權(quán)均值模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。并對每種模型系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償驗證，求出最優(yōu)模型參數(shù)。在最優(yōu)模型參數(shù)的情況下，對比三種模型的補(bǔ)償效果。 5、結(jié)合溫度靜、動態(tài)模型，進(jìn)行模型對比。通過輸出精度，指標(biāo)的波動性，消耗硬件資源和補(bǔ)償時間，這4項對模型算法進(jìn)行對比。
【關(guān)鍵詞】：加速度計 誤差補(bǔ)償 靜態(tài)溫度模型 動態(tài)模型 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：北京信息科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH824.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 綜述9-12
• 1.2 選題依據(jù)及意義12-13
• 1.3 研究工作及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 溫度誤差機(jī)理分析15-21
• 2.1 石英撓性加速度計的結(jié)構(gòu)及原理15-17
• 2.2 溫度誤差分析17-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 石英撓性加速度計測試方法21-33
• 3.1 補(bǔ)償測試實施方案21-25
• 3.2 加速度計測試平臺25-30
• 3.3 溫度特性實驗方法30-32
• 3.4 數(shù)據(jù)處理方法32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第4章 靜態(tài)溫度特性實驗?zāi)Ｐ捅孀R33-52
• 4.1 1g 重力場正交測試方法33-40
• 4.2 加速度計靜態(tài)模型辨識40-44
• 4.3 補(bǔ)償及技術(shù)指標(biāo)驗證44-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 動態(tài)溫度傳導(dǎo)模型及誤差補(bǔ)償52-70
• 5.1 差分溫度傳導(dǎo)模型53-57
• 5.2 加權(quán)均值傳導(dǎo)模型57-60
• 5.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)溫度傳達(dá)模型60-67
• 5.4 動態(tài)模型對比67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)論70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 進(jìn)一步的工作方向71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：297341