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38 个结果
  • 简介:本文介绍的毫瓦是测量陀螺马达轴承摩擦力矩稳定性的一种新型仪器,为该仪器专门设计了功率测量和变化量测量方案,其优点是测量精度高、简单、可靠、实用性强。

  • 标签: 基准量 变化量
  • 简介:提出一种单目视觉里程/捷联惯性组合导航定位算法。与视觉里程估计相机姿态不同,惯导系统连续提供相机拍摄时刻对应的三维姿态,克服了单纯由视觉估计相机姿态精度低造成的长距离导航误差大的问题。通过配准和时间同步,用惯导系统解算的速度和视觉里程计算的速度之差作为组合导航的观测量,采用Kalman滤波修正组合导航系统的误差,同时估计视觉里程标度因数误差。分别在室内外不同环境下进行了22m的推车实验和1412m的跑车实验,定位误差分别为3.2%和4.0%。与Clark采用姿态传感器定期更新相机姿态估计结果的方法相比,单目视觉里程/惯性组合导航定位精度更高,定位误差随距离增长率低,适合步行机器人或轮式移动机器人在复杂地形环境下车轮严重打滑时的自主定位导航。

  • 标签: 单目视觉里程计 捷联惯性组合导航系统 组合导航 标度因数
  • 简介:行进间对准技术能够使惯导在运动状态下完成系统初始化,它对于提高载体机动能力具有重要作用。与静基座对准不同,行进间对准通常需要利用外部设备(在陆用导航领域,通常使用GPS或里程)提供载体运动信息对惯性导航系统输出进行补偿和修正。由于里程辅助的行进间对准具有全自主的特点,因而被广泛采用。本文通过对里程误差进行合理建模,并采用位移增量匹配方法实现了里程和惯导系统的组合。同时,针对复杂路面环境下由于车体侧滑、空转等造成里程测量失准等故障现象进行有效诊断,以此提高了组合导航系统的可靠性。通过行进间对准试验,结果表明由里程辅助的惯导系统经过10min初始对准,航向误差小于0.05°,精度和静基座相当。

  • 标签: 惯性导航系统 里程计 行进间对准 信息融合
  • 简介:为了降低闭环硅微加速度的非线性,分析了其主要误差源并提出了相应的补偿方法。首先,分析了闭环状态下检测质量块偏离几何中心位置所造成的非线性问题,并确定了电路零位是主要误差源;其次,利用闭环反馈控制进行了非线性的优化分析;最后,提出了非线性补偿的工程调试方法。离心试验结果表明,采用该调试方法可将加速度的非线性减小一个数量级以上。该结果验证了非线性误差分析和补偿方法的有效性,且适用于同批次加工的其它加速度

  • 标签: 加速度计 闭环模式 反馈控制 非线性补偿
  • 简介:为了降低里程误差对捷联惯导/里程组合定位定向精度的影响,提出了基于车辆运动约束条件的里程误差在线标定方法。通过对里程标度因数误差进行建模,推导建立了航位推算的误差模型,将航位推算的速度输出沿车体横向、垂向的投影作为量测的一部分,将捷联惯导输出的速度、位置信息与航位推算输出的对应信息相减作为另一部分量测,通过卡尔曼滤波获得里程标度因数误差等状态量的最优估计值,实现里程误差的在线标定。仿真结果表明,该方法能够有效地标定出里程标度因数误差,从而确保了捷联惯导/里程组合定位定向的精度。

  • 标签: 里程计误差标定 车辆运动约束 组合定位定向 航位推算 卡尔曼滤波
  • 简介:研究了一种利用里程辅助捷联惯导系统在运动基座下进行自主式对准的方法。利用里程与捷联惯导中的陀螺仪进行高精度航位推算,建立航位推算的误差模型;将捷联惯导与航位推算的误差作为系统状态,将航位推算获得的姿态、速度信息与捷联惯导输出的对应信息相减作为量测,采用卡尔曼滤波设计运动基座对准算法。仿真结果表明,在基座运动条件下,该方法的水平对准精度达到0.5′,方位对准精度达到3.9′。

  • 标签: 捷联惯导系统 里程计 运动基座对准 航位推算 卡尔曼滤波
  • 简介:针对现有力矩电机驱动角振动激励源频率难以超过100Hz、波形失真大、不能满足宽频高精度角振动校准需求的现状,提出采用框式结构电磁驱动方法,显著降低驱动线圈电感以实现驱动力快速响应,并采用精密轻质空心杯空气轴承实现轴系定位,以克服摩擦力、提高回转定位精度,结合有限元分析仿真,将空气轴承转子与励磁线圈骨架进行整体优化设计,使轴系固有频率提升至2800Hz以上。新的角振动激励装置的测试结果表明,工作频率范围达到600Hz,角加速度波形失真度小于2%,可实现1kg承载和1760rad/s2最大角加速度,超出德国PTB角振动标准给出的50g承载和1400rad/s2最大角加速度的技术指标,可更广泛用于高精度角振动校准及角运动传感器的动态性能评价。

  • 标签: 角振动台 角加速度 角速率 角振动 陀螺
  • 简介:本文讨论一种扭摆式微机械加速度。介绍其敏感元件的结构,振动模态和数学模型,说明了集成电容检测电路的原理,并对该电路进行了具体设计,利用PSPICE软件进行仿真分析,结果证明完全达到要求,并给出了同步解调器电路的形式,为进行版图设计打下了基础

  • 标签: 微机械 加速度计 电容传感器 集成电容检测电路
  • 简介:由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速度构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求。而相对MEMS陀螺,MEMS加速度精度较高,据此提出用MEMS加速度来构成的无陀螺微惯性导航系统(GyroFreeMicroInertialNavigationSystem,GFMINS),即通过将高精度的MEMS加速度安放在载体非质心处,代替陀螺来测量载体角运动信息,实现在短时间内的载体角速度测量精度优于MEMS陀螺的精度,以满足某些短时间运行载体的导航定位定姿要求。最后,针对某型火箭弹的运动模型,对两种惯导系统进行了仿真,结果表明,由误差补偿后MEMS加速度构成的无陀螺微惯导系统,在100s内的导航误差等效于传统惯导系统中陀螺漂移0.1(°)/h的误差。

  • 标签: MEMS 惯导系统 加速度计 无陀螺惯导系统 误差补偿
  • 简介:加速度实现数字化有利于系统集成,但随之引入的延时和量化噪声会影响系统的控制稳定性及测量分辨率。为保证闭环系统数字化后仍具有足够稳定裕度,分析出了延时的主要来源为离散化引入的等效时延和检测与控制的不同步,并得出其对系统稳定性的定量化影响。研究了采样频率及量化噪声对输出的影响,提出利用过采样的方法可以有效减小量化噪声对闭环系统输出的影响,从而可提高系统的检测分辨率。最终,建立了进行数字化控制器采样频率的定量化选择依据。用Matlab/Simulink进行了仿真并进行了实验研究,仿真结果及实验结果与理论分析能较好吻合。

  • 标签: 闭环加速度计 数字化 延时 量化噪声
  • 简介:为了确保静电加速度长期在轨工作,结合非线性Batch估计算法,研究了静电加速度标度因数和零偏误差标定。首先,充分考虑静电加速度计量测过程中可能出现的各种误差源并进行分析,建立了静电加速度在动态设计良好并进入稳态后,卫星姿态稳定度优于0.01°/s,卫星质心保持精度优于2mm的情况下的量测模型。然后,将高精度地球引力场模型和静电加速度计量测数据代入非线性Batch估计算法的的动力学方程中,将GPS量测数据代入非线性Batch估计算法的量测方程中,建立了静电加速度标定因数和零偏误差标定模型。最后,通过数学仿真验证了该方法的可行性,其标定精度可达到0.2%,具有一定工程应用参考价值。

  • 标签: Batch估计算法 静电加速度计 标度因数 零偏误差 地球引力场模型 GPS
  • 简介:为了最大限度克服微机电陀螺的两个模态的相互耦合作用,提高微机电陀螺的综合性能指标,采用国内现有MEMS标准工艺方法,设计和制作了一种高性能单晶硅对称解耦结构的线振动陀螺。采用对称结构形式和保证陀螺驱动和检测模态振型都是弯曲振动模式,易于模态匹配;由于采用驱动模态和检测模态结构解耦方式,从微结构设计上大大降低了正交耦合误差影响,使陀螺具有输出零位小、零偏稳定性好的优点。测试结果表明:初次加工的样机,在大气中驱动和检测模态固有频率分别在2430Hz和2580Hz左右,在150Hz带宽内具有0.1~0.5(°)/s的分辨率;随着加工精度的提高和检测电路的改进,该陀螺在大气中15Hz带宽内实现0.008(°)/s的分辨率,在真空状态下,这种高性能单晶硅对称解耦结构的线振动陀螺性能会有进一步的提高。

  • 标签: 标准工艺 对称结构 解耦线振动陀螺 模态频率匹配
  • 简介:线振动MEMS陀螺在大载荷条件下,驱动轴与检测轴的谐振频率会发生漂移,频差随载荷变大。这类型振动陀螺为了提高灵敏度往往将两个振动轴的谐振频率设计得尽量靠近,但当角速率载荷较大时,两个振动轴的谐振频率将发生分裂漂移,彼此互相远离。漂移量与向心加速度无关,近似与角速率载荷的平方成正比,且两轴的谐振频率越靠近漂移越剧烈。考虑到Coriolis效应的弹簧质量块二维振动数学模型可定量描述该现象,表明此现象为线振动陀螺Coriolis效应的一部分。理论分析、仿真研究和实验数据的不同角度对这种频率漂移特性的分析结果吻合良好,为进一步结构优化奠定了理论基础。

  • 标签: MEMS陀螺 大载荷 谐振频率漂移 Coriolis效应 二维振动
  • 简介:从理论上分析了温度变化对高分辨率A/D转换芯片输出的影响,通过静态试验建立了加速度输出与A/D转换电路温漂之间的关系,并依照这种关系对加速度输出进行了补偿,补偿后加速度输出精度得到了明显提高.

  • 标签: 加速度计 A/D转换 温度漂移 误差补偿
  • 简介:加速度是旋转加速度重力梯度仪的核心元件,梯度信号测量要求其加速度具有高分辨率和低的噪声水平,这就需要对现有石英加速度进行改进,通过表头抽真空,提高控制回路增益来抑制噪声,提高分辨率。抽真空后表头近似为无阻尼状态,其控制回路中需增加阻尼补偿的环节,避免系统在工作频段附近出现振荡;并且,对控制回路中的校正环节也进行了重新设计,加入积分环节,使系统对位置信号的稳态误差为零,大幅度提高工作频段的系统开环增益,从而有效地提高了系统的动态测量精度。

  • 标签: 加速度计 控制回路 空气阻尼 校正网络
  • 简介:为了实时获取弹体飞行时的滚转角姿态信息,提高高速滚转制导弹药的射击精度,提出了一种使用两个MEMS加速度构成滚转角测量系统的方法。开展了弹上姿态测量惯性传感器的配置方案研究;建立了系统量测方程与基于"当前"统计模型的状态方程;提出了一种改进的自适应UKF非线性滤波算法,采用速度估计自适应方法实现了对过程噪声方差阵的自适应调整,提高了滤波精度。同时,采用最小偏度单形采样策略减少了Sigma点的数量,提高了滤波解算速度。三轴飞行转台仿真实验研究表明:该方法测量精度高,收敛速度快,具有很高的工程应用价值。

  • 标签: 滚转弹 姿态测量 “当前”统计模型 无迹卡尔曼滤波器
  • 简介:为使测量加速度的传感器小型化,且不受电磁干扰,根据GRIN透镜在1/4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1],首次提出并研制了采用GRIN透镜制成的微型光纤加速度.闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度中,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速度测量系统.对该系统进行的数字仿真和精度定量分析表明:该光纤加速度具有测量线性范围宽、精度高的特点,可广泛应用于惯性测控系统中.

  • 标签: 自聚焦透镜 加速度计 光纤传感器 微位移计 慢性测控 数字仿真
  • 简介:基于Sigma-deltaModulator(Σ△M)原理的数字闭环微机械加速度不仅实现了力反馈闭环控制,同时直接完成信号的模数转换。基于全差分式电容微加速度设计了一种2-2级联式(MASH)高阶Σ△M闭环系统——MASH_(2-2),并与传统的单环路二阶、四阶Σ△M闭环系统(SD2、SD4)进行了仿真分析比较,研制了原理样机。微加速度是基于结构层厚度50mm的SOI硅片通过DRIE刻蚀、气态HF释放等一系列微加工工艺得到,系统电路以数字化方式集成在FPGA中。常压下测试结果表明,样机的灵敏度为0.876V/g,噪声基底为-110dB,零偏不稳定性为20mg,静态温漂为40.8mg/℃,量程为±20g。

  • 标签: Σ△M 微机械加速度计 数字闭环 模数转换 MASH_(2-2)