多准则MEMS陀螺随机误差在线建模与实时滤波.pdf

《多准则MEMS陀螺随机误差在线建模与实时滤波.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第1期传感技术学报Vo1．29No．12016年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2016TheMulti--CriteriaOn--LineModelingandFilterforRandomErrorofMEMSGroscope，Jinhua．ZHANGLifie(1．InnerMongoliaUniversityofTechnologyCollegeoflnformationEngineering，Hohhot010051，China；2．InnerMongoliaUniversityofTechnologyCo

2、llegeofElectricPower，Hohhot010051，China)Abstract：AstherandomerrorofsomeMEMSgyroscopehadweakcorrelation．theMuhi．criteriacurvemethodwasintroducedtoidentifythetime—sequencemodelwithaintercept．Usingthismodel，therandomerormodeloftheMEMSgyroscopecouldbeestablishedonlinewithoutzeromeanofflineproc

3、essing．Basedonthismode1．anaug-mentingstatevectorwasusedtodesigntheKalmanfilterwhichhadbeenusedtofilterrea1．timely．ThelresultsoftheexperimentshowedthatAR(2)modelwithainterceptcouldbeusedasagoodMEMSgyroscoperandomerrormode1．Aftertheon—linemodelingandreal—timefiltering．50％ofthestandarddeviati

4、onoftherandomerorhadbeenreducedandtherandomerorofMEMSgyroscopewaseffectivelyrestrained．Keywords：MEMSgyroscope；time—sequencemodel；on—linemodeling；KalmanfiherEEACC：2575；7220；763Odoi：10．39690．issn．1004-1699．2016．01．014多准则MEMS陀螺随机误差在线建模与实时滤波代金华，张丽杰(1．内蒙古工业大学信息工程学院，呼和浩特010051；2．内蒙古工业大学电力学院，呼和浩特

5、010051)摘要：针对随机误差相关性较弱的MEMS陀螺仪，提出采用多准则曲线方法辨识其带有截距项的随机误差时间序列模型。采用该模型可直接对MEMS陀螺仪的实测量数据进行在线建模，而无需零均值化离线处理。基于该模型并采用状态扩增的方法设计卡尔曼滤波器，实现了MEMS陀螺仪随机误差的实时滤波。实验结果表明，针对某MEMS陀螺仪带有截距项的AR(2)模型可以作为其随机误差模型，经过在线建模和实时滤波后，MEMS陀螺仪随机误差的标准差降低了50％，有效抑制了MEMS陀螺仪的随机误差。关键词：MEMS陀螺仪；时间序列模型；在线建模；卡尔曼滤波中图分类号：V241．5文献标识码：A文

6、章编号：1004—1699(2016)01-0075—05MEMS(Micro—Electro-MechanicalSystems)陀螺的缺点是由于自相关序列判定的不精确带来惯性敏仪具有成本低、尺寸小、重量轻、可靠性高等优点，在感器随机误差建模的不精确n。。川。时间序列分析法低成本惯性系统中获得越来越广泛的应用。但是直接对随机序列建立差分方程，与一阶高斯一马尔可MEMS陀螺仪的测量精度等性能指标却远低于传统夫过程相比，其具有更好的建模灵活性和稳定性，计的陀螺仪，制约了其在高精度姿态控制中的应算得到的参数值不会随着样本长度的改变而改变。用n]。通过对MEMS陀螺仪随机漂移误差

7、信号进行对MEMS陀螺仪随机漂移误差信号进行时间序列建有效的建模和补偿来提高测量精度的方法越来越受模和补偿来提高测量精度的方法越来越受到重视n。到重视b]。常用的MEMS陀螺仪随机误差建模方法本文以实验室已开发的MIMU模块的角速率测量包括神经网络技术、小波分析、时间序列法、一阶高斯输出为实验对象“，研究基于时间序列分析的误差建模一马尔柯夫随机过程等]。神经网络和小波分析随和补偿方法。提出采用多准则曲线方法辨识MEMS陀机误差建模方法得到的模型通常具有较高的阶次，并螺仪随机误差的时间序列模型，该模型不要求对序列不十