MEMS惯性测量单元全参数标定方法研究
发布时间：2021-01-02 04:54
MEMS惯性测量单元（MEMS-IMU）凭借其低成本、小尺寸、易于批量生产的优势成为现阶段小型捷联惯性导航系统和航姿测量系统的核心信息源,在军事领域和民用领域都发挥着日趋重要的作用。随着微机电产业和制造工艺的进步发展,MEMS惯性测量单元有着取代其他各种中低精度IMU的趋势。然而,与其他各型号惯性测量单元相似,MEMS惯性测量单元同样面临着周期性标定的问题,甚至对低精度的MEMS-IMU而言,依据其误差参数补偿测量精度有着更加重要的实际意义,是提升其使用性能不可或缺的手段。本文针对现有的MEMS惯性测量单元对全误差参数进行误差分析和标定补偿的研究。本文从确定性误差和随机误差两个方面开展了MEMS惯性测量单元的误差特性分析,研究了各项误差的产生机理以及辨识方法。首先对三项确定性误差设计了正反速率实验和静态多位置实验进行标定;又对随机噪声采用Allan方差方法进行分析,估计出了五项随机噪声。并针对测试转台精度制约着器件标定效率以及标定流程过于繁琐的缺陷,研究了系统级标定理论对MEMS惯性测量单元标定及补偿方法,提出一种基于卡尔曼滤波的主子惯组匹配标定算法,在传统的系统级标定方法基础上引进高...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MEMS陀螺仪Allan方差分析曲线图
中北大学学位论文54图4-2系统级标定卡尔曼滤波原理图Fig4-2Schematicdiagramofsystem-levelcalibrationKalmanfiltering4.4.1系统状态方程系统状态方程选用12阶卡尔曼滤波模型，包括三轴速度误差、姿态误差、陀螺误差和加速度计误差。其状态方程变量定义为：XFXGWZHXV=+=+（4-22）其中状态量为：TXvEvNvUENUxyzAxAyAz=；状态外部控制量为：000000TgxggzaxayazWWWWWWW=；
中北大学学位论文615.4系统级标定实验结果图5-4惯性测量单元零偏误差估计Fig5-4Estimationofthezerooffseterroroftheinertialmeasurementunit图5-5惯性测量单元安装误差估计Fig5-5Estimationofinstallationerrorofinertialmeasurementunit图5-6惯性测量单元标度因数误差估计Fig5-6Scalefactorerrorestimationofinertialmeasurementunit
【参考文献】：
期刊论文
[1]导航制导与传感技术研究领域若干问题的思考与展望[J]. 郭雷,房建成. 中国科学:信息科学. 2017(09)
[2]惯性仪表测试技术的发展现状与趋势[J]. 王常虹,董燕琴,陈效真,任顺清. 导航与控制. 2017(04)
[3]互补滤波器和Kalman滤波器在姿态角测量中研究[J]. 蒋光峰,谈英姿. 工业控制计算机. 2017(06)
[4]基于STM32单片机的恒温箱系统设计[J]. 王桔,洪梅. 长春大学学报. 2015(08)
[5]36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法[J]. 江奇渊,汤建勋,韩松来,袁保伦. 红外与激光工程. 2015(05)
[6]特种物品储运记录仪的设计与研究[J]. 张海宁,王博. 现代电子技术. 2015(03)
[7]惯性技术发展及应用需求分析[J]. 宋海凌,马溢清. 现代防御技术. 2012(02)
[8]惯性元件的失准角分离技术研究[J]. 李巍,任顺清,赵洪波. 哈尔滨工业大学学报. 2012(01)
[9]激光捷联惯导系统的外场动态标定方法[J]. 杨晓霞,孟浩然,王帅. 中国惯性技术学报. 2011(04)
[10]捷联惯性组合在舰标定技术研究[J]. 白亮,秦永元,吴枫. 西北工业大学学报. 2010(03)
博士论文
[1]陆用高精度激光陀螺捷联惯导系统误差参数估计方法研究[D]. 张红良.国防科学技术大学 2010
[2]MEMS惯性器件参数辨识及系统误差补偿技术[D]. 何昆鹏.哈尔滨工程大学 2009
[3]机械抖动激光陀螺鉴相解调与稳频技术的研究[D]. 谢元平.中国人民解放军国防科学技术大学 2000
硕士论文
[1]MEMS惯性测量单元测试标定方法研究[D]. 张胜男.中北大学 2019
[2]基于ARM的MEMS捷联惯导系统数据采集与标定技术研究[D]. 李景旺.哈尔滨工程大学 2019
[3]光纤陀螺闭环控制系统数字一体化设计[D]. 杨一凤.电子科技大学 2018
[4]MEMS惯性测量单元设计与相关技术研究[D]. 邵安成.东南大学 2017
[5]弹载捷联惯导系统免拆标定技术研究[D]. 王乐.东南大学 2016
[6]基于MEMS-GPS的车载导航系统研究与实现[D]. 贾云亮.西京学院 2016
[7]输入非线性下MEMS陀螺仪滑模控制策略研究[D]. 杜东贞.哈尔滨工程大学 2016
[8]平台惯导系统关键参数自标定技术研究[D]. 魏学宝.哈尔滨工业大学 2015
[9]MEMS陀螺捷联惯导系统标定方法研究[D]. 王如胜.哈尔滨工业大学 2015
[10]基于ADIS16488 MEMS惯性组合姿态测量设计与研究[D]. 杨阳.中北大学 2015
本文编号：2952693
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MEMS陀螺仪Allan方差分析曲线图
中北大学学位论文54图4-2系统级标定卡尔曼滤波原理图Fig4-2Schematicdiagramofsystem-levelcalibrationKalmanfiltering4.4.1系统状态方程系统状态方程选用12阶卡尔曼滤波模型，包括三轴速度误差、姿态误差、陀螺误差和加速度计误差。其状态方程变量定义为：XFXGWZHXV=+=+（4-22）其中状态量为：TXvEvNvUENUxyzAxAyAz=；状态外部控制量为：000000TgxggzaxayazWWWWWWW=；
中北大学学位论文615.4系统级标定实验结果图5-4惯性测量单元零偏误差估计Fig5-4Estimationofthezerooffseterroroftheinertialmeasurementunit图5-5惯性测量单元安装误差估计Fig5-5Estimationofinstallationerrorofinertialmeasurementunit图5-6惯性测量单元标度因数误差估计Fig5-6Scalefactorerrorestimationofinertialmeasurementunit
【参考文献】：
期刊论文
[1]导航制导与传感技术研究领域若干问题的思考与展望[J]. 郭雷,房建成. 中国科学:信息科学. 2017(09)
[2]惯性仪表测试技术的发展现状与趋势[J]. 王常虹,董燕琴,陈效真,任顺清. 导航与控制. 2017(04)
[3]互补滤波器和Kalman滤波器在姿态角测量中研究[J]. 蒋光峰,谈英姿. 工业控制计算机. 2017(06)
[4]基于STM32单片机的恒温箱系统设计[J]. 王桔,洪梅. 长春大学学报. 2015(08)
[5]36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法[J]. 江奇渊,汤建勋,韩松来,袁保伦. 红外与激光工程. 2015(05)
[6]特种物品储运记录仪的设计与研究[J]. 张海宁,王博. 现代电子技术. 2015(03)
[7]惯性技术发展及应用需求分析[J]. 宋海凌,马溢清. 现代防御技术. 2012(02)
[8]惯性元件的失准角分离技术研究[J]. 李巍,任顺清,赵洪波. 哈尔滨工业大学学报. 2012(01)
[9]激光捷联惯导系统的外场动态标定方法[J]. 杨晓霞,孟浩然,王帅. 中国惯性技术学报. 2011(04)
[10]捷联惯性组合在舰标定技术研究[J]. 白亮,秦永元,吴枫. 西北工业大学学报. 2010(03)
博士论文
[1]陆用高精度激光陀螺捷联惯导系统误差参数估计方法研究[D]. 张红良.国防科学技术大学 2010
[2]MEMS惯性器件参数辨识及系统误差补偿技术[D]. 何昆鹏.哈尔滨工程大学 2009
[3]机械抖动激光陀螺鉴相解调与稳频技术的研究[D]. 谢元平.中国人民解放军国防科学技术大学 2000
硕士论文
[1]MEMS惯性测量单元测试标定方法研究[D]. 张胜男.中北大学 2019
[2]基于ARM的MEMS捷联惯导系统数据采集与标定技术研究[D]. 李景旺.哈尔滨工程大学 2019
[3]光纤陀螺闭环控制系统数字一体化设计[D]. 杨一凤.电子科技大学 2018
[4]MEMS惯性测量单元设计与相关技术研究[D]. 邵安成.东南大学 2017
[5]弹载捷联惯导系统免拆标定技术研究[D]. 王乐.东南大学 2016
[6]基于MEMS-GPS的车载导航系统研究与实现[D]. 贾云亮.西京学院 2016
[7]输入非线性下MEMS陀螺仪滑模控制策略研究[D]. 杜东贞.哈尔滨工程大学 2016
[8]平台惯导系统关键参数自标定技术研究[D]. 魏学宝.哈尔滨工业大学 2015
[9]MEMS陀螺捷联惯导系统标定方法研究[D]. 王如胜.哈尔滨工业大学 2015
[10]基于ADIS16488 MEMS惯性组合姿态测量设计与研究[D]. 杨阳.中北大学 2015
本文编号：2952693
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/2952693.html
