一种MEMS陀螺随机漂移的高精度建模方法_王可东
光纤陀螺随机误差的DDS建模方法研究
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光 纤 陀 螺 随机 误 差 是 影 响 光 纤 陀 螺 精 度 的 重 要 因素 ， 随 着 随机 误 差 理 论 及 分 析 方 法 的不 断 进 步 ． 们 对 激 光 陀 螺 随 人
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第 １ ９卷 第 １ 期 １
Ｖｏ．９ １１
Ｎｏ １ ．１
电子 设计 工程
Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｉ ｅ ｒｎ
２ １ 年 ６月 ０１
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．０１
光纤 陀螺 随机 误差 的 ＤＤＳ建模 方 法研 究
王 志伟 ，侯 书铭 ，王 宏 力 ，吕永佳
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微机电陀螺零点漂移数据滤波方法的研究
第14卷第4期中国惯性技术学报 2006年8月V ol.14No.4 Journal of Chinese Inertial Technology Aug. 2006 文章编号：1005-6734(2006)04-0067-03微机电陀螺零点漂移数据滤波方法的研究张智永，范大鹏，李凯，张文博（国防科技大学 机电工程与自动化学院，长沙 410073）摘要：微机电石英音叉陀螺虽然有突出的优点，但也存在噪声比较大的缺点。
普通的数字滤波方法通常会造成比较大的滞后，减小了系统的相位裕度，而且对截止频率以内的噪声不起作用。
作者在对石英音叉陀螺零点漂移数据建立时间序列模型（AR模型）的基础上，采用卡尔曼滤波算法对石英音叉陀螺的漂移数据进行了处理。
仿真实验表明，所采用的滤波方法合理有效。
关 键 词：石英音叉陀螺；AR 模型；卡尔曼滤波；零点漂移中图分类号：U666.1 文献标识码：AInvestigation on filter methods of MEMS gyros drift dataZHANG Zhi-yong, FAN Da-peng, LI Kai, ZHANG Wen-bo（College of Mechatronics Engineering and Automation, National University of Defense Technology, Changsha, 410073, China）Abstract: The random noise of micromachined quartz rate-sensor can affect the system precision.Normal digital filter method such as low-pass filter can causes evident delay and decreases the phase margin. And it can’t work on the noises under the cut-off frequency. Based on the building of the time sequence model of MEMS gyro drift data, the MEMS gyro drift data is processed using Kalman filter.The simulation results show that the algorithm is effective.Key words: quartz rate sensor; AR model; Kalman filter; zero drift0 引 言微机电石英音叉陀螺（Quartz Rate Sensor，QRS）利用了傅科摆的原理。
一种集成SAR-ADC的电容式MEMS陀螺仪高精度模拟接口电路(英文)
一种集成SAR-ADC的电容式MEMS陀螺仪高精度模拟接口电路(英文)方然;鲁文高;陶婷婷;沈广冲;胡俊嵘;陈中建;张雅聪;于敦山【期刊名称】《北京大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2014()4【摘要】提出一种为MEMS振动陀螺仪设计的驱动和检测接口电路。
第一步采用通用级和TIA得到低噪声C／V转换，同时集成采样率1．25MS／s的14位SAR．ADCs，将驱动和感应模式的信号转换到数字域。
采用这种策略，模拟电路的复杂性被降低，数字域的信号可以更精确操作。
此接口适用于共振频率为3～15kHz的MEMS陀螺仪。
此电路在0．18μm CMOS工艺流片。
实验结果显示，在3．5kHz频率下，输出电容的噪声密度为0．03aF／√Hz。
【总页数】7页(P734-740)【关键词】电容接口电路;MEMS陀螺仪;SAR—ADC【作者】方然;鲁文高;陶婷婷;沈广冲;胡俊嵘;陈中建;张雅聪;于敦山【作者单位】北京大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TN492【相关文献】1.低噪声电容式MEMS加速度计接口专用集成电路设计 [J], 刘云涛;刘晓为;陈伟平;尹亮;吴群2.一种基于0.35μm CMOS工艺的单片集成微机械陀螺仪接口电路 [J], 罗旭程;冯军3.高精度低噪声MEMS陀螺仪电容读出电路 [J], 唐兴刚;龙善丽;刘艳4.基于双通道解调相位校准技术的MEMS陀螺仪接口电路芯片 [J], 吴焕铭;尹韬;杨海钢;焦继伟;俞建成5.单片集成MEMS电容式压力传感器接口电路设计 [J], 黄晓东;张筱朵;王斌;秦明;黄庆安因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
MEMS惯性传感器技术的误差补偿及可靠性研究_李瑞养
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数字技术 与应用
应用研究
表 1 失效信息 表 3 可靠性试验项目
表 2 失效机理与外界关系
模式,最大化系统共振振幅;二是提高检测模态的质量因 子QS ,一 般是通过真空手段来降低它的阻尼,提高质量因子。 美国佐治亚理 工学院在2008年采用一种使用自动模态匹配技术的音叉振动板陀 螺( M 2 - TFG ),此陀螺的驱动模态和检测模态间的频率差为0,从 而获得了很好的噪声水平和较小的零偏漂移 [2]。
4 MEMS惯性传感器发展趋势
近年来MEMS惯性传感器的性能迅速的提升,目前正由速率级 向战术级精度迈进,MEMS惯性技术随着系统技术的进步和工艺水 平的提高不断发展;未来的发展趋势为:(1)MEMS惯性传感器将向 微型化、 高精度方向发展;(2)多轴MEMS惯性传感器成为趋势;(3) MEMS惯性传感器性能要求将侧重于误差漂移、 迟滞效应小;(4)多 MEMS惯性传感器片上集成化、 智能化成为新的发展方向。
图 1 MEMS 振动陀螺仪结构模型
图 2 MEMS 振动陀螺仪分析模型 作者简介:李瑞养,男 1965 年生,高级工程师,主要研究方向为惯性技术和精密仪器。 韩旭,男,1975 年生,工程师,工学硕士,主要研究方向为仪器测试与故障诊断技术。 郑磊,男,1982 年生,工程师,研究方向为智能仪器。
图 3 压阻式加速度计
MENS 振动型陀螺的分析模型如2所示, kx 是驱动模态, k y 检 测振动模态弹性系数, cx 与 c y 是系统的阻尼。 MENS振动陀螺仪一
般通过交流电压应用于静电梳状驱动器来驱动它的振动。 因图2中 系统由于频率为 的电压驱动,在 x 轴方向作驱动模态振动,因此 方程可以表示为:
d 2 x d x c x k x x F 0 s in t d t 2 d t 当沿z轴方向有旋转角速度Ωs 运行,将会有沿 y 轴方向(垂于 x z 平面)的可理奥历力,使得质量块在 y 轴方向的振动,即测试 m
一种飞行器陀螺仪的零点漂移偏差和姿态估计方法
（19）中华人民共和国国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公布号CN111442786A（43）申请公布日 2020.07.24（21）申请号CN202010436114.6（22）申请日2020.05.21（71）申请人合肥工业大学地址230009 安徽省合肥市屯溪路193号（72）发明人都海波;王利楠;温广辉;周俊;俞波;从永正;殷礼胜（74）专利代理机构合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)代理人王挺（51）Int.CI权利要求说明书说明书幅图（54）发明名称一种飞行器陀螺仪的零点漂移偏差和姿态估计方法（57）摘要本发明公开了一种飞行器陀螺仪的零点漂移偏差和姿态估计方法，基于飞行器的姿态运动学方程设计有限时间观测器；将飞行器的期望姿态和陀螺仪测出的角速度测量值输入有限时间观测器中，通过有限时间观测器将零点漂移偏差在有限的时间内估计出来；所述飞行器的期望姿态为人为设定的期望飞行器所达到的目标姿态；将陀螺仪测出的角速度测量值减去零点漂移偏差，即可得到角速度的真实值。
本发明中的有限时间观测器是基于飞行器姿态运动学方程所设计的数学模型，更具有针对性，且具有更高的抗干扰性能和更快的收敛性，因此本发明的精度高、收敛性快，能够实时快速、准确地估计零点漂移偏差。
法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态2020-07-24公开公开2020-07-24公开公开2020-08-18实质审查的生效实质审查的生效权利要求说明书一种飞行器陀螺仪的零点漂移偏差和姿态估计方法的权利要求说明书内容是....请下载后查看说明书一种飞行器陀螺仪的零点漂移偏差和姿态估计方法的说明书内容是....请下载后查看。
微机电(mems)陀螺仪校准值的不确定度分析
《计量与测试技术》２０１９年第 ４６卷第 １１期
微机电（ＭＥＭＳ）陀螺仪校准值的不确定度分析
陈倩倩 钱 峥 张 杰 金 磊
（南京市计量监督检测院，江苏 南京 ２１００４９）
摘 要：ＭＥＭＳ陀螺仪的量值溯源一直是惯性导航检测校准的主要难题。标度因数和零偏是衡量 ＭＥＭＳ陀螺仪性能的主要校准值之一。本文 根据标度因数的最小二乘法表达公式，采用微分算子方法计算出标度因数的协因数，并由此分析了标度因数和零偏的测量不确定度。 关键词：ＭＥＭＳ陀螺仪；标度因数；零偏 中图分类号：Ｖ２４１５ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０４０３０ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０１９．１１．０３７
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（４）转台工作稳定后，启动计算机采样程序，在 输入角速率范围内，按照 ＧＢ３２１－２００５规定的 Ｒ５ 系列，选择包括最大输入角速率的不少于 １１个角速 率校准点，分别正转、反转。其中，小于 ±１００°／ｓ速 率点的 ＭＥＭＳ陀螺仪采样数据不少于 ３０个，大于 等于 ±１００°／ｓ速率点的 ＭＥＭＳ陀螺仪采样数据不 少于 ５个。
Ｆｊ＝Ｎ１Ｐ∑Ｎ＝１ＦｊＰ
（１）
式中：ＦｊＰ为第 ｊ个角速度的陀螺仪对应的第 Ｐ 个输出值。
Ｆｒ＝１２( Ｆｓ＋Ｆｅ)
（２）
式中：Ｆｓ—校准开始 时 陀 螺 仪 输 出 的 平 均 值； Ｆｅ—校准结束时陀螺仪输出的平均值，需求出其平 均值并剔除。则有：
Ｆｊ＝Ｆｊ－Ｆｒ
（３）