试议标定MEMS惯性器件参数辨识及误差补偿技术书写

论文导读：
摘要：低成本MEMS惯性器件具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点，但是低成本MEMS惯性器件的测量精度较低，由此提升低成本MEMS惯性器件的精度是实现高精度微小型导航、制导与制约体系的关键技术。本论文针对低成本MEMS惯性器件的测量精度低的难题开展了器件的误差标定与补偿技术的探讨。首先，根据低成本MEMS惯性器件工作环境和传统滤波器的缺点，确定了小波分析作为测量单元的前置滤波。经过对不同基在不同分解层数下的均方误差和信噪比的对比，确定了适合的小波基与分解层数，同时对动态震荡信号进行了阈值滤波。去噪结果表明，该滤波办法能有效的降低惯性器件的噪声。其次，对低成本MEMS惯性器件的误差机理进行了分析，建立了误差的数学模型，通过对加快计的六位置静态测试和陀螺仪的动态速率测试，并结合剖析法对误差系数进行了解算，最终实现对器件的补偿。再次，对确定性误差系数建立了kalman滤波方程，用Allan variance办法识别惯性器件数据中的误差项，并将其细致的表征和辨识出来运用到kalman滤波方程的误差矩阵中。对零偏和刻度因子与温度和转速进行建模，使用非线性回归辨识出模型中的参数。最后，在温度和转速测试范围内对器件进行补偿。最后，用时间序列分析的办法对惯性器件的随机漂移进行建模，用线性kalman滤波、扩展kalman滤波、自适应kalman滤波最终实现对动态震荡信号的滤波，惯性器件在全测试范围内经标定、随机误差滤波补偿后与MTi进行对比，结果表明，补偿效果整体优于MTi。关键词：低成本MEMS惯性器件论文小波分析论文标定论文kalman滤波论文随机漂移论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要6-7
Abstract7-12
第1章 绪论12-21

1.1 课题探讨的背景及作用12-13

1.2 微机械陀螺仪加快计结构进展与工作原理13-18

1.2.1 硅 MEMS 陀螺仪结构进展近况13-16

1.2.2 硅 MEMS 角加快度计进展近况16-18

1.3 基于 MEMS 惯性测量单元的进展近况18-19

1.4 论文主要探讨内容和章节安排19-21

第2章 低成本 MEMS 惯性器件的小波去噪21-35

2.1 前置滤波器的选择21-22

2.2 小波变换的论述分析22-26

2.1 连续小波变换22-23

2.2 离散小波变换23-24

2.3 小波的多分辨分析24-26

2.3 IMU 前置滤波器的设计26-31

2.3.1 小波基函数的选择26-29

2.3.2 小波阈值的选择29-31

2.4 去噪效果分析31-33

2.5 本章小结33-35

第3章 低成本 MEMS 惯性器件误差模型的建立35-54

3.1 低成本 MEMS 惯性器件的体系误差分析35-36

3.

1.1 刻度因数误差35-36

3.

1.2 零偏误差36

3.

1.3 安装误差36

3.

1.4 温度误差36

3.2 标定设备和条件36-39
3.

2.1 920ET 带温箱单轴速率位置转台37-38

3.

2.2 自制低成本 MEMS 惯性测量单元38-39

3.3 测试办法39-40

3.1 加快计的静态测试39-40

3.2 陀螺仪的动态速率测试40

3.4 惯性器件误差模型的建立40-46

3.4.1 加快计误差模型的建立及解算40-43

3.4.2 陀螺仪误差模型的建立及解算43-46

3.5 惯性器件误差补偿46-52

3.5.1 加快计误差补偿模型46

3.5.2 陀螺仪误差补偿模型46-47

3.5.3 模型系数的解算及补偿结果分析47-52

3.6 对陀螺仪在全温下补偿结果分析52

3.7 本章小结52-54

第4章 kalman 滤波对惯性器件误差系数的滤波54-77

4.1 kalman 滤波原理分析54-56

4.

1.1 kalman 滤波原理54

4.

1.2 kalman 滤波基本方程54-56

4.2 确定性误差的 kalman 滤波器设计56-59

4.3 Allan variance 对惯性器件的表征和辨识59-66

4.

3.1 Allan variance 分析原理59-61

4.

3.2 噪声源分析61-64

4.3.3 MEM论文导读：点82-835.4.2零均值处理835.4.3去除走势项83-855.4.4标准化处理及一阶差分处理85-865.5kalman滤波对IMU静态随机漂移的处理86-895.5.1模型参数估计与方程建立86-885.5.2滤波结果分析88-895.6扩展kalman滤波对动态速率下漂移的滤波89-915.7自适应kalman滤波91-935.8低成本MEMS惯性器件的补偿结果93-955.9本
S 惯性器件性能的评价64-65
4.

3.4 计算结果分析65-66

4.4 kalman 对确定性误差的滤波66-69

4.5 误差补偿69-75

4.5.1 低成本 MEMS 常温下补偿结果69-71

4.5.2 惯性器件的温度补偿71-74

4.5.3 对确定性误差补偿的结果74-75

4.6 本章小结75-77

第5章 低成本 MEMS 惯性器件的随机漂移滤波77-96

5.1 时间序列分析论述77

5.2 时间序列的建模办法77-80

5.

2.1 建模步骤77-78

5.

2.2 模型参数识别78-79

5.

2.3 模型的选取79-80

5.3 随机数据的检验办法80-82
5.

3.1 平稳性检验80-81

5.

3.2 正态性检验81-82

5.

3.3 零均值检验82

5.4 数据预处理历程82-86
5.

4.1 去除奇异点82-83

5.

4.2 零均值处理83

5.

4.3 去除走势项83-85

5.

4.4 标准化处理及一阶差分处理85-86

5.5 kalman 滤波对 IMU 静态随机漂移的处理86-89

5.1 模型参数估计与方程建立86-88

5.2 滤波结果分析88-89

5.6 扩展 kalman 滤波对动态速率下漂移的滤波89-91

5.7 自适应 kalman 滤波91-93

5.8 低成本 MEMS 惯性器件的补偿结果93-95

5.9 本章小结95-96

结论96-98
参考文献98-102
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果102-103
致谢103-104