基于離心加速度的mems陀螺加速度敏感性補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于離屯、加速度的MEMS巧螺加速度敏感性高階補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] MEMS巧螺具有加速度敏感性（g敏感性）。當(dāng)MEMS巧螺受到加速度影響時(shí)，輸出 會產(chǎn)生偏差。對MEMS巧螺g敏感性進(jìn)行標(biāo)定和補(bǔ)償可W有效提高M(jìn)EMS巧螺的測量精度。 陽00引 目前，常規(guī)的MEMS巧螺g敏感性標(biāo)定和補(bǔ)償方法（參考IE邸標(biāo)準(zhǔn)：I邸EStandard 528-1994和IE邸Standard517-1974)是讓MEMS巧螺感知重力加速度，分別標(biāo)定出+lg和-Ig時(shí)MEMS巧螺的零偏輸出，計(jì)算出MEMS巧螺的g敏感性；該方法只用+lg和-Ig對 MEMS巧螺的g敏感性進(jìn)行標(biāo)定，沒進(jìn)行其他g值或更高g值的標(biāo)定，存在較大的標(biāo)定誤差， 從而導(dǎo)致補(bǔ)償不精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于離屯、加速度的MEMS 巧螺加速度敏感性高階補(bǔ)償方法。W改善MEMS巧螺g敏感性常規(guī)的標(biāo)定和補(bǔ)償方法存在 不精確的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于離屯、加速度的MEMS巧螺加速度敏感 性補(bǔ)償方法，其特征是，包括W下步驟：
[0006] 將MEMS巧螺固定安裝在離屯、機(jī)上，敏感軸指向或背向離屯、機(jī)的中心分別讓離屯、 機(jī)轉(zhuǎn)動到W下加速度：〇g，lg，2g，5g，10g，20g，30g;
[0007] 測試記錄不同加速度下的MEMS巧螺的零偏輸出； 陽00引根據(jù)MEMS巧螺的零偏輸出構(gòu)建MEMS巧螺g敏感性矩陣和離屯、機(jī)的加速度矩陣為G;
[0009] 用高階多項(xiàng)式表達(dá)MEMS巧螺g敏感性矩陣Biasg和離屯、機(jī)的加速度矩陣G的關(guān) 系；
[0010] 通過多項(xiàng)式擬合的方法計(jì)算出高階多項(xiàng)式的系數(shù)；
[0011] 利用擬合后的多項(xiàng)式進(jìn)行MEMS巧螺g敏感性補(bǔ)償。 陽01引當(dāng)MEMS巧螺的敏感軸指向離屯、機(jī)中心感知的離屯、加速度為：Og，-Ig，-2g，-5g，-lOg，-20g，-30g;當(dāng)MEMS巧螺的敏感軸背向離屯、機(jī)中屯、，感知的離屯、加 速度為：〇g，Ig，2g，5g，lOg，20g，30g;記錄W上離屯、加速度下對應(yīng)的MEMS巧螺的零偏輸出， 分另ΙΚ己為：bias〇B，bias1巨，bias2g，bias5g，bias1〇巨，bias2〇g，bias3〇g，biaSiB，biaszg，biaSs巨， biasiog,bias2〇g,biasjog；
[0013] 令MEMS巧螺g敏感性矩陣為Biasg:
[0014]
[0015] 離屯、機(jī)的加速度矩陣為G:
[0016]
[0017] MEMS巧螺g敏感性矩陣Biasg和離屯、機(jī)的加速度矩陣G的關(guān)系式用高階多項(xiàng)式表 達(dá)為： 陽0化]KnXGn+KniXG。1+ΚηzXG。2+......+K2XG^+KjXG'+K0 =Bias^
[0019] 通過多項(xiàng)式擬合的方法計(jì)算出多項(xiàng)式的系數(shù)K"、K。i、K"2、……而、1(1、1(。;11為多項(xiàng) 式的階數(shù)。
[0020] 利用擬合后的多項(xiàng)式進(jìn)行MEMS巧螺g敏感性補(bǔ)償，計(jì)算公式如下：
[0021]
陽02引式中：Rate為1?螺的輸出角速率值，單位：°/s;bias為1?螺的零偏腳roDutput為MEMS巧螺的輸出，Seal沁actor為巧螺的標(biāo)度因數(shù)。
[0023] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：
[0024] 本發(fā)明利用不同g值的離屯、加速度對MEMS巧螺的g敏感性進(jìn)行標(biāo)定，可W更精確 地標(biāo)定出MEMS巧螺的g敏感性，并建立MEMS巧螺的g敏感性高階多項(xiàng)式提高了MEMS巧螺 g敏感性補(bǔ)償?shù)木?。更精確地標(biāo)定出MEMS巧螺的g敏感性，并建立MEMS巧螺的g敏感性 高階多項(xiàng)式，提高了MEMS巧螺g敏感性補(bǔ)償?shù)木取?br>【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。W下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方 案，而不能W此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[00%] 本發(fā)明采用離屯、機(jī)，通過不同g值的離屯、加速度對MEMS巧螺的g敏感性進(jìn)行標(biāo) 定，通過高階多項(xiàng)式擬合的方式計(jì)算出MEMS巧螺的g敏感性補(bǔ)償多項(xiàng)式。
[0027] 1.實(shí)驗(yàn)方法 陽02引將MEMS巧螺固定安裝在離屯、機(jī)上，敏感軸指向或背向離屯、機(jī)的中心分別讓離屯、 機(jī)轉(zhuǎn)動到：〇g，Ig，2g，5g，lOg，20g，30g;由于MEMS巧螺的敏感軸指向或背向離屯、機(jī)的中心 沒有旋轉(zhuǎn)角速率輸入，測試記錄不同加速度下的MEMS巧螺的零偏輸出；當(dāng)MEMS巧螺的敏 感軸指向離屯、機(jī)中屯、，感知的離屯、加速度為：〇g，-Ig，-2g，-5g，-lOg，-20g，-30g;當(dāng)MEMS 巧螺的敏感軸背向離屯、機(jī)中心感知的離屯、加速度為：〇g，Ig，2g，5g，lOg，20g，30g;記錄W 上離屯、加速度下對應(yīng)的MEMS巧螺的零偏輸出，分別記為：bias。,，biasig，bias2g，bias5g， bias10巨，bias2〇g，bias30巨，biasi巨，bias2巨，biaSs巨，biasio巨，biaszo巨，biasso巨。
[0029] 2. g敏感性計(jì)算方法
[0030] 令MEMS巧螺g敏感性矩陣為Biasg:
[0031]
[0032] 令離屯、機(jī)的加速度矩陣為G:
[0033]
[0034]MEMS巧螺g敏感性矩陣Biasg和離屯、機(jī)的加速度矩陣G的關(guān)系式可W用高階多項(xiàng) 式表達(dá)：
[0035]
[0036] 通過多項(xiàng)式擬合的方法可W計(jì)算出多項(xiàng)式的系數(shù)
[0037]Κ"、Κ"ι、Κ"2、……馬、1(1、1(。;多項(xiàng)式的階數(shù)可挑良據(jù)精度的要求自行選擇、，階數(shù)越 高補(bǔ)償?shù)木仍礁摺?br>[003引利用擬合后的g敏感性多項(xiàng)式進(jìn)行MEMS巧螺g敏感性補(bǔ)償，計(jì)算公式如下：[0039]
柳4〇] 上式中：Rate為巧螺的輸出角速率值，單位：°/s;bias為巧螺的零偏；Gyroeutput為MEMS巧螺的輸出，Seal沁actor為巧螺的標(biāo)度因數(shù)。
[0041] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和變形，運(yùn)些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于離心加速度的MEMS陀螺加速度敏感性補(bǔ)償方法，其特征是，包括以下步 驟： 將MEMS陀螺固定安裝在離心機(jī)上，敏感軸指向或背向離心機(jī)的中心，分別讓離心機(jī)轉(zhuǎn) 動到以下加速度：〇g，lg，2g，5g，10g，20g，30g ; 測試記錄不同加速度下的MEMS陀螺的零偏輸出； 根據(jù)MEMS陀螺的零偏輸出構(gòu)建MEMS陀螺g敏感性矩陣和離心機(jī)的加速度矩陣為G ; 用高階多項(xiàng)式表達(dá)MEMS陀螺g敏感性矩陣BiasjP離心機(jī)的加速度矩陣G的關(guān)系； 通過多項(xiàng)式擬合的方法計(jì)算出高階多項(xiàng)式的系數(shù)； 利用擬合后的多項(xiàng)式進(jìn)行MEMS陀螺g敏感性補(bǔ)償。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離心加速度的MEMS陀螺加速度敏感性補(bǔ)償 方法，其特征是，當(dāng)MEMS陀螺的敏感軸指向離心機(jī)中心，感知的離心加速度為： 〇g，_lg，_2g，-5g，-10g，-20g，-30g ;當(dāng)MEMS陀螺的敏感軸背向離心機(jī)中心，感知的離心加 速度為：〇g，lg，2g，5g，10g，20g，30g ;記錄以上離心加速度下對應(yīng)的MEMS陀螺的零偏輸出， 分另ll記為：bias0g，bias lg，bias 2g，bias 5g，bias 10g，bias 20g，bias 30g，biaslg，bias2g，bias5g， bias10g，bias20g，bias30g; 令MEMS陀螺g敏感性矩陣為Biasg:離心機(jī)的加速度矩陣為G :MEMS陀螺g敏感性矩陣BiasjP離心機(jī)的加速度矩陣G的關(guān)系式用高階多項(xiàng)式表達(dá) 為：通過多項(xiàng)式擬合的方法計(jì)算出多項(xiàng)式的系數(shù)Kn、Kn ^ Kn 2、......Κ2、I、KQ;n為 多項(xiàng)式的階數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于離心加速度的MEMS陀螺加速度敏感性補(bǔ)償方法，其特征 是， 利用擬合后的多項(xiàng)式進(jìn)行MEMS陀螺g敏感性補(bǔ)償，計(jì)算公式如下：式中：Rate為陀螺的輸出角速率值，單位：° /s ;bias為陀螺的零偏；Gyr〇C]UtputSMEMS 陀螺的輸出，ScaleFactor為陀螺的標(biāo)度因數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于離心加速度的MEMS陀螺加速度敏感性補(bǔ)償方法，包括以下步驟：將MEMS陀螺固定安裝在離心機(jī)上，敏感軸指向或背向離心機(jī)的中心，分別讓離心機(jī)轉(zhuǎn)動到設(shè)定的加速度；測試記錄不同加速度下的MEMS陀螺的零偏輸出；根據(jù)零偏輸出構(gòu)建MEMS陀螺g敏感性矩陣和離心機(jī)的加速度矩陣；用高階多項(xiàng)式表達(dá)MEMS陀螺g敏感性矩陣和離心機(jī)的加速度矩陣的關(guān)系；通過多項(xiàng)式擬合的方法計(jì)算出高階多項(xiàng)式的系數(shù)；利用擬合后的多項(xiàng)式進(jìn)行MEMS陀螺g敏感性補(bǔ)償。本發(fā)明利用不同g值的離心加速度對MEMS陀螺的g敏感性進(jìn)行標(biāo)定，可以更精確地標(biāo)定出MEMS陀螺的g敏感性，提高了MEMS陀螺g敏感性補(bǔ)償?shù)木取?br>【IPC分類】G01C25/00
【公開號】CN105277215
【申請?zhí)枴緾N201510801503
【發(fā)明人】董冀, 黃艷輝, 王甫, 高玉霞
【申請人】中國兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月19日