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  • 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加速度计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:GPS接收机码环跟踪回路的误差模型一般可用一阶马尔可夫过程来近似,且当接收机载波环路失锁时,码环的速率辅助信息来自惯性导航系统的惯性速度。鉴于此,本文对GPS/SINS组合系统误差状态方程中考虑或忽视码环跟踪误差的两种情况,用卡尔曼滤波器对系统性能进行研究,并探讨了飞机机动飞行时伪距测量误差与惯性速度误差之间的相关性对接收机码环跟踪性能的影响。结果表明,飞机机动及GPS最佳导航星在飞机运动过程中的变化对GPS接收机码环的工作稳定性都有一定的影响。

  • 标签: 码环跟踪误差 惯性速度辅助 组合系统 卡尔曼滤波器 速度误差 GPS接收机
  • 简介:为使测量加速度计的传感器小型化,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计.闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中,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:该光纤加速度计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:本文通过理论推导,得出在考虑空气粘滞阻力的情况下,用气垫导轨测重力加速度的实验近似公式,并给出重力加速度的修正项。

  • 标签: 重力加速度 空气粘滞阻力 阻力系数
  • 简介:基于Sigma-deltaModulator(Σ△M)原理的数字闭环微机械加速度计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。微加速度计是基于结构层厚度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)
  • 简介:用时域泰勒级数展开的方法分析了速率偏频激光陀螺惯导系统常用速度数值积分算法的误差。分析显示速率偏频陀螺本身的高速旋转使惯性导航系统时刻处于大角运动条件下。若其旋转轴与比力方向不平行,则常用速度算法的误差不可忽略。提出了速率偏频激光陀螺惯导系统速度算法的优化改进方法。对常用速度算法和提出的算法进行了仿真比较。仿真显示,用泰勒级数展开分析速度数值积分算法误差是可行的;提出的算法能够将速率偏频激光陀螺惯导系统以及其他惯性导航系统在大机动运动环境下的导航精度提高一阶。

  • 标签: 速率偏频 速度算法 误差 优化
  • 简介:针对"FBAR(薄膜体声波谐振器)-梁"结构悬臂梁厚度不足、"嵌入式FBAR"结构微加工工艺复杂的缺点,提出了新型"膜片上FBAR(FBAR-on-diaphragm)"结构的微加速度计。其弹性膜片由氧化硅/氮化硅复合薄膜构成,既便于实现与硅微检测质量和FBAR的IC兼容集成加工,也利于改善微加速度计的灵敏度和温度稳定性。对由氧化硅/氮化硅双层复合膜片-硅检测质量惯性力敏结构和氮化铝FBAR检测元件集成的膜片上FBAR型微加速度计进行了初步的性能分析,验证了该结构的可行性。通过有限元模态分析和静力学仿真得出惯性加速度作用下膜片上FBAR结构的固有频率和弹性膜片上的应力分布;选取计算所得的最大应力作为FBAR中压电薄膜的应力载荷,结合依据第一性原理计算得到的纤锌矿氮化铝的弹性系数-应力关系,粗略估计了惯性加速度作用下氮化铝薄膜弹性系数的最大变化量;采用射频仿真软件,通过改变惯性加速度作用下弹性常数所对应的纵波声速,对比空载和不同惯性加速度作用下加速度计的谐振频率,得到加速度计的频率偏移特性和灵敏度。进一步分析仿真结果还发现:氧化硅/氮化硅膜片的一阶固有频率与高阶频率相隔较远,交叉耦合小;惯性加速度作用下,谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数kHz/g,其加速度-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性。

  • 标签: 微电子机械系统 薄膜体声波谐振器 微加速度计 灵敏度
  • 简介:为了减小陀螺加速度表输入失调角,从理论上分析了陀螺加速度表输入失调角存在对陀螺加速度表测试精度的影响,提出了利用三轴转台设计减小陀螺加速度表输入失调角的试验方法.试验结果表明,利用三轴转台可以成功地将陀螺加速度表测试精度提高一个数量级.

  • 标签: 陀螺加速度表 输入失调角 三轴转台 试验
  • 简介:针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明:采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005(°).s-1/槡Hz降低到0.00125(°).s-1/槡Hz,提高了光电平台的稳定精度。

  • 标签: 光电稳定平台 压电陀螺 线性加速度计 卡尔曼滤波
  • 简介:建立了考虑测试基准倾斜时加速度计的数学模型。用初始安装误差角辨识理论及算法,在一定范围内消除或减弱了测试基准倾斜对加速度计数学模型辨识精度的影响。该方法可以降低对测试设备地基和调平装置精度的要求,降低其测试和标定成本,提高测试工作效率。

  • 标签: 测试基准倾斜 辨识 加速度计 数学模型
  • 简介:冲击载荷强迫微加速度计的敏感质量大大偏离平衡位置,使差动静电力发生器的非线性效应体现出来,其结果是使正常工作时敏感质量仅在平衡位置附近有微小位移的状况下成立的负反馈闭环系统模型不再适用,敏感质量的受控特性可能变为正反馈,从而使微加速度计失效。为提高微加速度计受外界大载荷冲击后的可靠性,分析了加速度计的敏感质量在不同限制的静电反馈力下的受控特性及对应的闭环系统特性,推导了在已知止挡机械参数下确定微加速度计相应电气参数从而避免此类失效的防吸合准则。多次的验证实验表明,按防吸合准则设计了系统参数的静电力反馈加速度计,在受到远超过其本身量程的载荷冲击后,可以100%地防止吸合现象的出现。

  • 标签: 微机电系统 加速度计 冲击 吸合失效 可靠性
  • 简介:行蓄洪区是淮河防洪工程体系的重要组成部分,区内人口安置不仅关系到其及时运用,更关系到区域社会经济的可持续发展。以单退适度集中农业就近安置为例,系统分析人口安置点选择的影响因素,据此构建了外迁安置点评价指标体系,用AHP确定指标的权重,建立基于公民意愿的评价队伍结构,运用模糊数学方法建立单指标评价向量,通过模糊综合评价法给出方案的综合评价结果,从而形成了完备的安置点优选模型。用该优选模型进行了实证应用分析。

  • 标签: 行蓄洪区 人口外迁 安置点 模糊综合评价
  • 简介:适合陆基使用的旋转重力梯度仪采用多个加速度计的组合输出,能有效地抑制平台的共模噪声,实现对地球表面微小重力梯度变化信号的测量。其关键技术之一就是对多个加速度计进行动态匹配调节,通过实时反馈来降低多种噪声和误差,从而降低对研制单个加速度计的性能要求。本文结合旋转重力梯度仪中加速度计的匹配调节方法,以重力梯度测量分辨率达到1E为目标分析,结果表明对加速度计的标度因子一致性匹配需要达到10-11的量级,对二阶非线性因子调节同样需要达到~10-11g/g2的量级。

  • 标签: 旋转重力梯度仪 加速度计 动态匹配调节 标度因子动态匹配 二阶非线性因子调节
  • 简介:利用双轴精密离心机能产生不同加速度的特点,研究了在不同加速度半径的球面上选取测试点,应用D-最优准则辨识加速度计数学模型参数的方法,能辨识出加速度计数学模型的全部参数,解决了加速度计在转台上测试时由于信息矩阵降秩而不能辨识出模型全部参数的问题.

  • 标签: 球面 计数 信息矩阵 半径 加速度计 参数
  • 简介:石英振梁式加速度计是一种频率输出的高精度加速度计。石英谐振器是石英振梁式加速度计的关键部件。由于高动态性能要求,在结构设计阶段,必须对其进行模态分析。用模态分析理论和有限元软件工具,进行结构模态分析和谐响应分析,揭示其结构的静、动态性能。理论分析和计算机仿真结果表明所设计的结构能满足使用要求,同时为改善优化设计时的效率和质量提供依据和方法。

  • 标签: 加速度计 结构设计 模态分析 石英谐振器
  • 简介:本文分析了自由落体重力加速度测量实验中,初速度为零时的测量误差形成的三个原因,并对此提出了改进的方法,使实验得到满意的结果。

  • 标签: 自由落体 重力加速度 误差
  • 简介:针对传统压电型声矢量传感器无法兼顾小体积与高灵敏度的问题,利用MEMS电容加速度计作为拾振器,实现矢量传感器的小型化设计。首先采用机电类比分析的方法得到内置加速度计的刚硬球体的声致振动响应;然后进行硅微电容加速度计选型和参数分析、设定,并设计制作了一只二维球形矢量传感器样机;最后对样机进行了参数测试,结果表明两矢量通道均具有良好的方向性,声压灵敏度分别为?185dB和-186dB(1kHz,0dBref1V/μPa),通道间相位差与理论值保持一致,验证了利用MEMS电容加速度计设计矢量传感器的可行性。

  • 标签: MEMS电容加速度计 声矢量传感器 小型化设计 机电类比
  • 简介:介绍了用4个位移传感器法测试精密离心机主轴径向回转误差和倾角回转误差的方法,计算了主轴回转误差中一次谐波,它包括圆锥运动和一次谐振运动,对一次谐波如何影响精密离心机中的向心加速度及其在加速度计坐标系下的分配作了详细分析,同时对重力加速度分配的影响也作了详细的分析。最后得出了被测加速度计的输入加速度的平均值的补偿方法,进一步提高了加速度计的输入精度。通过对离心机主轴回转误差运动的检测和测试,定量分析了对加速度计输入精度的影响,有助于提高加速度计的标定精度。

  • 标签: 精密离心机 回转误差 加速度 标定
  • 简介:提出了一种高性能氮化铝(AlN)差分谐振式加速度计结构。通过引入两级微杠杆来放大质量块的惯性力,提高灵敏度;采用"I"形支撑梁来降低横向灵敏度;利用差频检测方案降低温度共模误差的影响。该加速度计主要由质量块、支撑梁、双级微杠杆和谐振器组成,并通过理论分析和有限元仿真优化了它们的结构参数。模态分析表明两个谐振器的基频大约为373.3kHz,与干扰模态的频率差大约为9.4kHz,有效地实现了模态隔离。根据灵敏度的仿真结果,AlN差分谐振式加速度计的灵敏度64.6Hz/g,线性度为0.787%,横向灵敏度为0.0033Hz/g。热仿真的结果表明单个谐振器的温度灵敏度约为490Hz/℃,加速度计输出差频的温度灵敏度为–0.83Hz/℃,证明了差频检测方案可以降低温度共模误差的影响。上述所有仿真结果验证了该加速度计结构设计的可行性。

  • 标签: 谐振式加速度计 氮化铝 微杠杆 支撑梁 差频检测