微慣性測量單元標定與溫度補償技術(shù)研究.pdf

1、在微型慣性導航系統(tǒng)中,微慣性測量單元(MicroInertialMeasurementUnit,簡稱MIMU)的測量誤差是影響慣性導航系統(tǒng)精度的重要因素。通過誤差補償算法求取MIMU誤差模型中的誤差參數(shù),利用該誤差模型來對導航過程中的相關(guān)誤差進行補償,實驗證明MIMU誤差模型的建立能夠有效地提高微慣性導航系統(tǒng)的導航精度。本課題從以下兩方面對測量誤差進行研究:
　　(1)微慣性測量單元的標定
　　本課題對微慣性測量單元的誤差原

2、因進行了分析之后,建立了微慣性測量單元的標定誤差模型。陀螺儀標度因數(shù)的非線性特性的嚴重性使得微機械陀螺儀的精度不理想,本文提出了對陀螺儀進行非線性補償?shù)姆椒āＭㄟ^對陀螺儀標定因數(shù)的非線性特性進行分析,采用了兩種方法即非線性插值法與基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的方法對陀螺儀進行非線性補償。通過實際的搖擺試驗對補償效果進行驗證,試驗證明兩種方法都有效,但是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法的效果要比非線性插值法理想,這充分體現(xiàn)了BP處理非線性特性的能力。
　　

3、(2)微慣性測量單元的精度相對于激光及光纖等慣性測量單元要低,而且還對溫度比較敏感,所以如何抑制溫度對MIMU精度的影響是一門很熱門的技術(shù)。溫度漂移不僅與溫度值有關(guān),而且與溫度變化率有關(guān),所以本課題引入溫度變化率對陀螺儀進行溫度誤差補償。本課題是以溫度為30℃下已經(jīng)標定好的輸出數(shù)據(jù)作為參考值,通過對靜態(tài)溫度試驗與動態(tài)溫度試驗的輸出數(shù)據(jù)進行研究,建立了全范圍的溫度誤差補償模型。這種方法將零位、標度因數(shù)、安裝誤差統(tǒng)一起來,改變了傳統(tǒng)地分別單

4、獨地對標定因數(shù)或者零位進行溫度補償?shù)姆椒?。本課題采用兩種方法即多項式擬合法與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡法對MIMU的溫度補償建立模型,利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡指數(shù)衰減的高斯非線性函數(shù),對陀螺儀和加速度計的輸入與輸出映射進行逼近,并通過試驗來比較RBF網(wǎng)絡方法與傳統(tǒng)的多項式擬合方法的優(yōu)劣。
　　最后,通過采集某型號系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)試驗數(shù)據(jù),進一步對本課題提出的MIMU標定誤差技術(shù)與MIMU溫度補償技術(shù)進行分析,證明了本課題所提出的新方法能夠有效提高微