微小型MEMS陀螺的誤差特性研究.pdf

1、MEMS(Micro Electro Mechanical System)陀螺尺寸小、重量輕、可靠性高，在軍事和民用等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但是限于性能，MEMS陀螺主要用于中低精度導(dǎo)航。對MEMS陀螺進(jìn)行誤差特性分析、建模和補(bǔ)償是提高精度的有效手段，是當(dāng)前MEMS陀螺研究的熱點(diǎn)之一。論文針對MEMS陀螺誤差特性開展研究。 建立MEMS陀螺仿真模型是分析其誤差特性的基礎(chǔ)。論文討論了MEMS陀螺建模的級別，對比分析了ANSYS

2、有限元分析軟件模型、等效電路模型、VHDL-AMS模型、SIMULINK模型各自的優(yōu)缺點(diǎn)，建立了MEMS陀螺四種仿真模型，通過仿真驗(yàn)證了所建模型的正確性。 基于所建立的仿真模型，論文研究了機(jī)械熱噪聲特性、溫度特性和正交誤差特性。針對帶限濾波器不能有效減小機(jī)械熱噪聲的問題，利用相關(guān)濾波理論對機(jī)械熱噪聲進(jìn)行研究，有效減小了機(jī)械熱噪聲。為了分析環(huán)境溫度對MEMS陀螺的影響，提出了ANSYS與SIMULINK相結(jié)合的分析方法，對一類微石

3、英音叉陀螺進(jìn)行仿真研究，驗(yàn)證了分析方法的有效性，應(yīng)用最小二乘法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對陀螺溫度誤差進(jìn)行補(bǔ)償，較好地改善了MEMS陀螺零位漂移。運(yùn)用平均化分析方法分析了機(jī)械彈性耦合引起的正交誤差特性，推導(dǎo)出正交誤差與陀螺結(jié)構(gòu)參數(shù)的定量關(guān)系式，為研究正交誤差提供了一種新的途徑。 為了進(jìn)一步提高M(jìn)EMS陀螺抑制噪聲和環(huán)境干擾的能力，建立了閉環(huán)檢測系統(tǒng)模型并與開環(huán)檢測系統(tǒng)進(jìn)行對比，結(jié)果表明閉環(huán)檢測系統(tǒng)具有更強(qiáng)抑制噪聲的能力，受環(huán)境溫度影響較小，