基于时变ARMA模型的MEMS陀螺随机误差补偿技术

为了提高微机电系统(MEMS)陀螺的测量精度,提出了一种基于遗忘因子递推最小二乘估计的时变自回归滑动平均(ARMA)模型补偿方法.针对实测MEMS陀螺去除趋势项后的随机漂移信号,采用分段检验方式进行了平稳性分析,选取合适的基函数以及子空间维数进行时变ARMA模型建模.采用遗忘因子递推最小二乘估计的方式进行模型参数估计,通过设置遗忘因子,使得更新后的模型参数能够反映信号的动态变化.针对存在轻微波动的时变参数,采用5阶多项式对时变模型参数进行拟合,并提出一种解析法进行参数寻优,从而建立最优随机漂移模型.将建模结果应用于卡尔曼滤波,进行随机漂移补偿,将补偿结果与时不变ARMA模型建模补偿方式的补偿结果进行对比发现,所提方法补偿后的残差方差比时不变ARMA模型补偿后的残差方差降低了近40%,有效提高了MEMS陀螺随机漂移的补偿精度.     

新型电容式微机械超声波换能器(CMUT)

超声波换能器在工业、医疗和国防等领域具有巨大的应用市场,针对传统压电晶体超声波换能器一致性低、难以加工二维阵列等问题,提出了一种基于MEMS技术的新型CMUT敏感单元结构。与传统的CMUT敏感单元将上电极加工在振动薄膜顶部不同,新型CMUT敏感单元的上电极加工在振动薄膜的底部,通过减小电容器上下极板之间的距离提高CMUT的发射性能和接收性能。利用Comsol Multiphysics对CMUT敏感单元进行了模态和瞬态仿真分析,仿真结果表明,上电极位置的变化没有导致换能器工作带宽的变化,新型结构单个CMUT敏感单元的接收灵敏度为0.17fA/Pa,振动薄膜中心处的发射声压为0.43Pa,分别为相同条件下传统结构的3.76倍和8.46倍。     

虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用

近几年,虚拟演播室技术在全世界的电视节目中得到了广泛的应用,国内的专业视频厂商也开始纷纷推出自己的虚拟演播室系统。究竟什么是虚拟演播室?如何才能将虚拟演播室很好地应用在电视节目的制作中?本文做一个简单的论述。     

单片集成的压阻式加速度计设计及加工

针对现实环境下加速度方向多维测试的需求,提出了一种"四边八梁"的MEMS低加速度g(g=9.8m/s2)值压阻式三轴加速度传感器。根据其工作原理进行结构设计,并通过ANSYS与Matlab软件分析、优化结构参数。设计工艺流程并进行离子注入、ICP干法刻蚀及深硅刻蚀等关键工艺加工,最终实现传感器器件加工及封装。利用精密离心机测得传感器3个轴向的的灵敏度分别为44.35μV/g、49.52μV/g、232.89μV/g,验证了设计方案可行性。     

Design and test of a capacitance detection circuit based on a transimpedance amplifier

This paper presents a transimpedance amplifier (TIA) capacitance detection circuit aimed at detecting micro-capacitance, which is caused by ultrasonic stimulation applied to the capacitive micro-machined ultrasonic transducer (CMUT). In the capacitance interface, a TIA is adopted to amplify the received signal with a center frequency of 400 kHz, and finally detect ultrasound pressure. The circuit has a strong anti-stray property and this paper also studies the calculation of compensation capacity in detail. To ensure high resolution, noise analysis is conducted. After optimization, the detected minimum ultrasound pressure is 2.1 Pa, which is two orders of magnitude higher than the former. The test results showed that the circuit was sensitive to changes in ultrasound pressure and the distance between the CMUT and stumbling block, which also successfully demonstrates the functionality of the developed TIA of the analog-front-end receiver.     

浅析虚拟存储技术

存储区域网(SAN)的发展目前正处于全速上升期,各种概念层出不穷。其中具有划时代意义的是虚拟存储概念的提出。相对于传统的交换机加RAID阵列,主机通过硬件层直接访问阵列中硬盘的SAN结构,虚拟存储的定位是将数据存储功能从实际的、物理的数据存取过程中抽象出来,使普通用户在访问数据时不必关心具体存储设备的配置参数、物理位置及容量,从而简化用户和系统管理人员的工作难度。 目前虚拟存储的发展尚无统一的标准,从虚拟化存储的拓扑结构来讲主要有两种方式:对称式(symmetric)与非对称式(asymmet-     

基于压力分布测试的电容式压力传感器北大核心

针对0-0.3 N压力的大小与分布测试,设计了一款电容式压力传感器。通过ANSYS仿真与Matlab数据分析,确定传感器单个敏感单元半径为80μm,腔高0.5μm,膜厚2.5μm。阵元内敏感单元呈行列排布。设计工艺加工流程与版图,并进行干法刻蚀、减薄和键合等关键工艺加工。使用阻抗分析仪和压力计搭建测试平台,结果显示加工得到的压力传感器初始电容平均值为38.03 pF,阵列内电容一致性良好,灵敏度为9.5 pF/N,线性度良好,连接配套数据处理电路可实现压力分布测试。初步满足在小量程压力条件下测试要求,验证了该传感器结构的可靠性,为制备小量程压力传感器奠定基础。     

强跟踪五阶CKF算法在初始对准中的应用

针对载体行进间初始对精对准过程易受有色噪声影响,造成对准精度高的问题,提出一种基于高阶球面-径向积分的强跟踪滤波方法,该算法基于里程计辅助下惯性系行进间精对准误差模型,将状态变量的自相关函数进行正交化运算,保证噪声信号的白化,并运用五阶球面-径向准则对于滤波过程中参数的后验概率密度函数进行近似数值计算。仿真实验表明,在方位角为大失准角的条件下,该算法可以有效地保证较高的滤波精度,并且在噪声未知的情况下,滤波器保证很好的鲁棒性。     

基于运动学非完整约束的里程计参数在线辨识

针对里程计标度因数误差以及安装误差对捷联惯导/里程计组合导航精度存在较大影响的问题,提出一种基于运动学非完整约束的里程计参数在线辨识方法。通过建立航位推算误差模型,利用里程计输出,计算车辆的向心加速度,并与捷联惯导的加速度计输出计算的向心加速度做差作为量测之一;将里程计与捷联惯导输出的速度做差作为量测之二;通过卡尔曼滤波实现里程计标度因数误差以及安装误差的在线辨识。仿真结果表明,该方法组合导航相比速度组合导航,当车辆行驶960s,其东向定位精度提高19.6 m,北向定位精度提高14.2 m。仿真和车载试验结果均表明该方法能实现里程计参数的有效辨识以及航向安装偏差角的估计,有助于提高组合导航精度。     

改良的QuEChERS/UPLC法测定鱼组织中磺胺甲噁唑、乙酰磺胺甲噁唑与甲氧苄啶

建立了快速检测鱼体自然比例的带皮肌肉、肝脏、肾脏、鳃和血浆中磺胺甲■唑(SMZ)及其代谢物乙酰磺胺甲■唑(N-ac-SMZ)和增效剂甲氧苄啶(TMP)的超高效液相色谱法(UPLC)。自然比例的带皮肌肉、肝脏、肾脏和鳃组织采用改进的QuEChERS方法进行样品前处理;血浆样品采用液液萃取法进行前处理。以甲醇-0.1%乙酸水溶液为流动相,Acquity UPLC~? BEH C_(18)(2.1 mm×100 mm,1.7μm)为分离柱,检测波长为270 nm,数据采集模式为吸光度-基线中值滤波(MBF),外标法定量。结果表明,3种目标物在0.05～10 mg/L范围内线性良好,相关系数r~2≥0.998 9,方法检出限和定量下限分别为25、50μg/kg。在0.05～2.00 mg/kg加标水平下,回收率为68.2%～97.3%,相对标准偏差为1.7%～13%。该方法操作简便、准确、灵敏,适用于鱼体各组织中此3种目标物残留量的检测和药代动力学及组织分布规律研究。