石英挠性伺服加速度计的原理与应用

石英挠性伺服加速度计是具有国际先进水平的新型高级传感器。它精度高、长期稳定性好、体积小巧。是对加速度、速度、距离、摇摆、振动、倾斜等物理量敏感、测量、控制方面的换代产品。谁先掌握了它,谁将在这个领域内领先一步。     

石英挠性加速度计磁路仿真分析与优化设计

力矩器工作气隙磁性能是石英挠性加速度计磁路设计的关键.利用有限元分析软件ANSYS,对采用稀土永磁材料的力矩器磁路磁通分布进行了仿真分析,并在此基础上进行了磁路结构的优化设计,提出了一种锥形磁钢结构.有限元分析结果表明,锥形磁钢的磁路结构使工作气隙磁场更均匀,可提高加速度计的线性度.     

全数字闭环石英挠性加速度计系统校正与仿真

针对石英挠性加速度计模拟伺服方案存在精度损失问题。采用全数字闭环的检测方法,提出一种以传递函数校正的控制方案,通过引入积分环节和补偿校正装置消除系统的一阶静态误差,以获得足够的相位裕度。同时对校正装置进行离散化处理,建立了离散域数字闭环系统模型。基于此模型进行仿真与研究,校正后系统超调量在19%,-3dB带宽在1417Hz左右。离散域与连续域阶跃曲线特性基本相同,仿真结果与理论基本一致。验证了数字闭环系统校正方法的正确性和可行性。     

压电石英晶体线加速度计

加速度计是惯性制导和惯性导航等应用中重要的传感器之一,其原理和结构多种多样.本文详细介绍了新近研制的悬臂梁式压电石英晶体线加速度传感器.实验表明:分辨率优于10~(-2)m/s~2,非线性度低于1%,测量上限可达1000m/s~2.     

基于BP神经网络的加速度计温度补偿方法研究

本文章基于CS-3LAS-03加速度计,提出了利用BP神经网络来进行加速度计温度补偿,并在MATLAB环境下建立了基于BP神经网络的温度补偿模型,首先介绍了加速度和温度的采集系统的设计,然后对采集到的加速度值进行温度补偿,经过对实验数据的融合处理表明,该方法可极大的减小温度漂移,具有广泛的应用前景。     

石英谐振加速度计低温漂结构设计及温度补偿

温度影响加速度计的性能,误差来源主要由石英材料及封装工艺产生的热应力引起。针对加速度计温度漂移现象,该文介绍了集成式石英谐振加速度计低温漂结构设计和补偿方法。首先通过对称的差分结构消除一阶温度系数,并进行工艺优化,降低封装工艺对谐振器产生的热应力;其次采用随机森林拟合算法建立温度模型来补偿加速度计的温漂。在-20～80℃温度范围内对加速度计样机进行温漂测试,结果表明,工艺优化及补偿后的样机偏置稳定性提高了一个数量级。     

石英谐振力传感温度自测及温度补偿

石英谐振器的基频和3次泛音频率都是和温度的函数,利用二者各阶温度系数除一阶外均相同的特性,基频的3倍频与3次泛音的差频是温度的线性函数并且与力无关,因此测量差额可以实现力传感器的温度自测和温度补偿。与采用分立的温度传感器相比,该方法消除了由于温度传感器和谐振器热惯性和空间位置不同引起的测温误差,提高了动脉温度过程中的补偿精度。给出了谐振器双模式激励的电路原理图及实验结果。     

石英音叉陀螺的温度特性及其补偿方法

石英音叉陀螺的零偏随温度的改变而变化,根据石英音叉陀螺的工作原理和3种零偏温度特性,建立了相应的数学模型。根据不同的数学模型设计相应的补偿电路,并通过具体的实验数据分析补偿的效果和各种补偿方式的适应性。     

基于光纤陀螺温度漂移误差补偿方法研究

惯性导航系统中光纤陀螺的漂移受温度变化影响显著,导致其在导航系统中的应用受到各种制约。该文提出了一种软件上的温度补偿法,建立基于光纤陀螺多参量联合多项式温度补偿模型,并设计相应的试验方法对陀螺仪的漂移进行了温度补偿。试验证明,提出的温度模型准确有效,可补偿因温度变化引起的光纤陀螺仪的漂移影响,达到提高系统的导航精度及温度适应性的目的。     

基于模糊神经网络的石英加速度计的温度控制

提出了基于模糊神经网络的石英加速度计的温度控制系统.该系统包括模糊神经网络的温度控制软件设计和基于数字信号处理器和可编程逻辑器件(DSP+ FPGA)硬件开发平台的电路设计.模糊神经网络的反向学习过程采用离线学习方法在matlab7.0中进行;根据所设置的样本点对网络参数进行训练,然后把参数训练好的模糊控制程序写入温度控制单元DSP6713中,实现系统的温度控制.实验结果表明,该系统具有响应速度快,稳定性好,控制精度高等优点,其温度控制精度达到0.2℃,满足系统的实际应用要求.     

压电石英加速度传感器稳定性研究

分析了加速度传感器的量程、分辨率及晶体相关参数与传感器输出稳定性的关系,测试了不同环境状态下石英晶体谐振器的频率稳定性和加速度传感器的稳定性。试验结果表明,环境因素对石英晶体频率稳定性和石英加速度传感器稳定性有不同程度的影响,传感器稳定性的理论计算值与实测结果一致。     

加表斜坡零偏对惯导初对准的影响及补偿研究

研究发现当捷联惯导系统(SINS)进行卡尔曼滤波精对准或动基座对准时,惯性器件的斜坡性误差对其初始对准的精度有影响,特别是对于采用石英挠性加速度计的惯导系统在预热不充分期间进行初始对准很可能会出现较大误差。该文分析了惯性器件斜坡性误差对SINS初始对准的具体影响,指出要获得较高的方位初始对准精度除要求等效东向陀螺漂移小外,在对准期间还要保证等效北向加速度计零偏也足够稳定。通过试验对加速度计斜坡零偏进行了建模、补偿,试验结果表明补偿后方位对准精度有明显提高。     

基于RBF神经网络的加速度传感器动态补偿研究

提出一种应用径向基函数(RBF)神经网络进行加速度传感器动态性能补偿方法.介绍动态补偿原理以及算法,并将其与BP神经网络法和系统辨识法进行比较.该方法利用加速度传感器的动态标定数据,采用RBF神经网络搜索和优化补偿模型参数.结果表明,这种补偿模型误差小,比用系统辨识法有良好的鲁棒性、能实现在线软补偿,比用BP神经网络有更快的训练速度.     

MEMS加速度计混合误差标定补偿方案

针对微机电系统(MEMS)加速度计在实际使用过程中存在非正交零偏误差和温度漂移误差的问题,提出了一种混合误差标定补偿算法。算法通过分析加速度计温度与误差的关系,在不同温度区间下建立加速度计输出的误差模型,在每个温度区间采用十二位置校准法对加速度计的非正交零偏误差进行标定补偿,得到精确的零偏和刻度因子,同时采用最小二乘法拟合零偏和刻度因子与温度的一维关系函数,最终实现不同温度区间下的动态误差补偿。实验结果表明,本算法可使加速度计输出的精度提高1个数量级,补偿效果明显。     

石英挠性加速度计磁路参数研究

从永磁体的长径比、气隙磁场均匀性等参数出发,采用理论计算和仿真分析,对采用钐钴永磁体(Sm₂Co₁₇)的石英挠性加速度计磁路进行了设计。在降低永磁体和磁帽高度比的基础上,对两种高度比的磁路气隙磁场均匀性进行了测量,并对优化前后的石英挠性加速度计的标度因数进行了1个月的重复性测试。测试结果表明,优化后的力矩器磁路既能获得较均匀的气隙磁场,也能保持较好的长期性能。     

基于Kalman滤波和六位置法的加速度计标定补偿

加速度计的零偏、刻度因子、安装误差都会影响加速度计的精度。以微机械系统(MEMS)加速度计为实验对象,采用卡尔曼(Kalman)滤波对实验数据进行滤波,结合六位置法得到MEMS加速度计的零偏、刻度因子、安装误差与MEMS加速度计测量值的关系,最终获得基于Kalman滤波和六位置法的MEMS加速度计标定补偿数学模型。通过实验测试表明,补偿后MEMS加速度计的输出值更接近标准值,且加速度计解算俯仰角(-90°~+90°)的绝对误差由补偿前的1°经补偿后减小为0.34°。验证了该标定补偿算法的可行性,对提高MEMS加速度计测量精度有较好的理论和工程应用价值。