光纤陀螺零偏漂移的温度特性与补偿 被引量：8

1

作者 侯宏录 李光耀 李媛 《自动化仪表》 CAS 2019年第3期59-63,68,共6页

光纤陀螺的主要器件(如光纤环圈、宽带光源)易受周围温度变化的影响,导致陀螺输出产生较大漂移,严重影响测量精度。因此,需要采取措施降低光纤陀螺随温度零偏漂移。首先,根据光纤陀螺的工作原理,对光纤陀螺零偏漂移产生的机理和温度特... 光纤陀螺的主要器件(如光纤环圈、宽带光源)易受周围温度变化的影响,导致陀螺输出产生较大漂移,严重影响测量精度。因此,需要采取措施降低光纤陀螺随温度零偏漂移。首先,根据光纤陀螺的工作原理,对光纤陀螺零偏漂移产生的机理和温度特性进行了分析,阐述了光纤零偏漂移的温度特性。其次,设计完成了在-40～+60℃范围内的光纤陀螺静态零偏测试试验。试验数据表明,不同温度和温度变化率会对陀螺的零偏造成影响。再次,采用回归分析法建立了光线陀螺零偏漂移的温度模型,并利用该模型对光纤陀螺零偏进行补偿。该模型是考虑温度和温度变化率的二阶多项式模型。最后,对光纤陀螺零偏漂移的补偿效果进行了试验验证,证明补偿后零偏漂移稳定性提高了69%左右。该补偿方法与BP神经网络、受控马尔科夫链模型、模糊逻辑等方法相比,具有计算量小、利于工程化应用的优点。 展开更多

关键词 光纤陀螺 Sagnac效应 Shupe效应 零偏漂移 温度补偿 线性回归 超辐射发光二极管 光纤传感器

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基于集成温度传感器的硅微陀螺仪数字化温度补偿研究 被引量：6

2

作者 柳小军 杨波 +2 位作者 袁安富 赵辉 王行军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期770-774,共5页

提出了一种基于集成温度传感器的硅微陀螺仪数字化温度补偿方法。首先,介绍了集成温度传感器的硅微陀螺仪基本结构原理,分析了硅微陀螺仪动力学方程以及温度变化对硅微陀螺仪谐振频率、品质因数、标度因数和零偏的影响。然后,设计了基于... 提出了一种基于集成温度传感器的硅微陀螺仪数字化温度补偿方法。首先,介绍了集成温度传感器的硅微陀螺仪基本结构原理,分析了硅微陀螺仪动力学方程以及温度变化对硅微陀螺仪谐振频率、品质因数、标度因数和零偏的影响。然后,设计了基于FPGA的硅微陀螺仪数字化补偿电路。最后,经过温度特性实验得到标度因数和零偏随温度变化曲线,建立了温度补偿模型,提出分段温度补偿方法。经过温度补偿后,标度因数和零偏的温度系数分别由316.66×10-6/℃和366.22°/(h·℃)减小为69.67×10-6/℃和115.25°/(h·℃),证明了补偿方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 硅微陀螺仪 零偏 标度因数 温度补偿

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一种新的MEMS陀螺温度误差建模与补偿方法 被引量：6

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作者 孙田川 刘洁瑜 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期136-139,共4页

为了减少温度对微机电系统(MEMS)陀螺仪测量精度的影响,改进了一种不需要测量温度的MEMS陀螺温度误差建模与补偿方法。该方法首先通过多项式拟合得到MEMS陀螺全温区零偏与温度的多项式模型,并根据最小二乘法原理确定模型阶数,然后通过... 为了减少温度对微机电系统(MEMS)陀螺仪测量精度的影响,改进了一种不需要测量温度的MEMS陀螺温度误差建模与补偿方法。该方法首先通过多项式拟合得到MEMS陀螺全温区零偏与温度的多项式模型,并根据最小二乘法原理确定模型阶数,然后通过分析温度对驱动轴相位的影响,得到驱动轴相位的温度模型,最后得到零偏与驱动轴相位的多项式拟合模型并针对该模型对陀螺零偏进行补偿。实验结果表明,该方法能降低温度造成的陀螺误差,提高MEMS陀螺的使用精度。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)陀螺仪 零偏 多项式拟合 驱动轴相位 温度补偿

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粒子群优化算法在MEMS压力传感器电桥电阻计算与零偏补偿中的应用

4

作者 王帆 王津津 +1 位作者 王伟忠 杨拥军 《微纳电子技术》 CAS 2024年第8期142-149,共8页

采用粒子群优化(PSO)算法对微机电系统(MEMS)压力传感器电桥电阻进行了优化设计和验证。基于PSO算法的基本原理,建立电桥参数模型,充分利用冗余的测量数据配置优化条件,通过迭代运算得到了传感器惠斯通电桥电阻数值解,并将其作为零偏补... 采用粒子群优化(PSO)算法对微机电系统(MEMS)压力传感器电桥电阻进行了优化设计和验证。基于PSO算法的基本原理,建立电桥参数模型,充分利用冗余的测量数据配置优化条件,通过迭代运算得到了传感器惠斯通电桥电阻数值解,并将其作为零偏补偿的依据。然后根据计算和测试结果进行了零偏补偿,对补偿后结果进行了验证。结果表明,计算输出零偏值与实测输出零偏值之间的相对误差<1%;补偿后传感器的零偏值控制在0.5mV以内,实测零偏满量程误差≤0.1%。研究证明采用该算法模型可有效计算出MEMS压力传感器的电桥电阻参数,基于其计算结果的补偿方案可提升传感器电桥精度。 展开更多

关键词 压力传感器 惠斯通电桥 微机电系统(MEMS) 粒子群优化(PSO)算法 零偏补偿

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MIMU系统设计及MEMS陀螺仪温度漂移补偿 被引量：4

5

作者 姚军军 任建新 +1 位作者 贾继超 王晓彬 《测控技术》 CSCD 北大核心 2010年第11期22-25,共4页

针对温度对MEMS陀螺仪的零偏影响较大的问题,以LCG50型陀螺仪为试验对象,通过温度试验拟合出零偏、温度测量值与时间的函数关系,并利用拉格朗日插值法建立了全温度范围内陀螺仪零偏的温度补偿模型,同时进行了MIMU系统DSP温度补偿程序设... 针对温度对MEMS陀螺仪的零偏影响较大的问题,以LCG50型陀螺仪为试验对象,通过温度试验拟合出零偏、温度测量值与时间的函数关系,并利用拉格朗日插值法建立了全温度范围内陀螺仪零偏的温度补偿模型,同时进行了MIMU系统DSP温度补偿程序设计。实验结果表明,利用此温度补偿模型可有效地抑制陀螺仪零偏,提高惯性测量单元的测量精度,具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 MIMU MEMS惯性传感器 零偏 温度补偿 拉格朗日插值法

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激光陀螺组合零偏温度补偿模型研究 被引量：2

6

作者 李凤海 许化龙 郝炜亮 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第SB期519-521,共3页

在对某型激光陀螺组合进行大量高低温环境试验的基础上,根据试验数据,建立了一种零偏温度补偿模型,并用该模型对试验数据进行了预测补偿。补偿结果表明:激光陀螺经该模型补偿后基本上可以将零偏减小一个数量级,并进一步提高了零偏稳定性... 在对某型激光陀螺组合进行大量高低温环境试验的基础上,根据试验数据,建立了一种零偏温度补偿模型,并用该模型对试验数据进行了预测补偿。补偿结果表明:激光陀螺经该模型补偿后基本上可以将零偏减小一个数量级,并进一步提高了零偏稳定性,完全满足工程上的实时补偿要求。因此,该模型具有很强的工程实用价值。 展开更多

关键词 激光陀螺组合 零偏 温度补偿 实时

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闭环光纤陀螺零偏与标度因数的综合补偿 被引量：3

7

作者 孙亮 余震虹 +1 位作者 陈浩 谢枫锋 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第6期1-3,6,共4页

温度特性和非线性是影响光纤陀螺精度的重要因素,为研究闭环光纤陀螺的复合模型及补偿方法,在组建的测试系统下,在全温范围内各速率点处分别测试闭环光纤陀螺仪的标度因数和零偏。根据所测结果,分别建立与温度、速率相关的零偏和标度因... 温度特性和非线性是影响光纤陀螺精度的重要因素,为研究闭环光纤陀螺的复合模型及补偿方法,在组建的测试系统下,在全温范围内各速率点处分别测试闭环光纤陀螺仪的标度因数和零偏。根据所测结果,分别建立与温度、速率相关的零偏和标度因数非线性模型,采用多项式回归分析的方法确定模型的参数。通过实测验证:建立的模型能够较好地反应光纤陀螺的温度与标度因数非线性特性,采用该模型对IFOG进行综合补偿后,其精度有了较大的提高。相比于传统方法,该方法简单,可靠,经济且易于实现。 展开更多

关键词 闭环光纤陀螺仪 标度因数 零偏 模型 补偿

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基于粒子群算法的光纤陀螺零偏温度补偿参数辨识

8

作者 吴鹏飞 叶童 +4 位作者 姜辉 康伟 王妍 李强 陈珊 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第S01期164-170,共7页

在环境温度变化时,非互易相移会对陀螺零偏产生影响,严重影响测量精度。为降低光纤陀螺零偏随温度影响产生的漂移,本文在大量实测数据分析的基础上,将升温速率、降温速率、高温以及低温引入到补偿模型参数中。首先,针对求解补偿参数此... 在环境温度变化时,非互易相移会对陀螺零偏产生影响,严重影响测量精度。为降低光纤陀螺零偏随温度影响产生的漂移,本文在大量实测数据分析的基础上,将升温速率、降温速率、高温以及低温引入到补偿模型参数中。首先,针对求解补偿参数此非线性回归问题,本文提出粒子群优化算法对补偿参数进行辨识,得到补偿模型的最优解,仿真计算得到补偿后零偏漂移标准差由0.015628(°)/h降至0.006117(°)/h,减少了60.9%;其次,将补偿参数烧写进陀螺软件中,对陀螺输出进行实时温度补偿,实测结果表明,补偿后漂移标准差减少了55.54%,符合补偿预期;最后,验证了所提出的补偿模型能够有效改善光纤陀螺的温度零偏漂移,同时粒子群算法在该补偿模型的参数辨识上有较好的效果。 展开更多

关键词 光纤陀螺 温度 零偏补偿 相关性 粒子群算法 参数辨识

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基于MAA全温滞后模型的MEMS陀螺仪零偏补偿技术 被引量：1

9

作者 吴英 蒋博 +2 位作者 邸克 邹新海 刘宇 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第3期409-412,417,共5页

微机电系统(MEMS)陀螺仪具有体积小、精度高、应用前景广等优点。由于惯性器件材料的热阻值、热应力差异,对应传感器输出会产生温度滞后效应,严重影响了陀螺仪零偏稳定性。针对传统陀螺仪温度误差补偿法适应性较差的问题,该文利用滑动... 微机电系统(MEMS)陀螺仪具有体积小、精度高、应用前景广等优点。由于惯性器件材料的热阻值、热应力差异,对应传感器输出会产生温度滞后效应,严重影响了陀螺仪零偏稳定性。针对传统陀螺仪温度误差补偿法适应性较差的问题,该文利用滑动平均算法(MAA),提出了一种温度滞后零偏补偿模型,在全温范围内对MEMS陀螺仪零偏进行补偿。实验结果表明,补偿后陀螺仪工作温度在-30^+90℃变化时,对应的零偏标准偏差从0.21(°)/s降至0.02(°)/s,零偏稳定性提升了近1个数量级。 展开更多

关键词 微机电系统陀螺 滑动平均算法 全温滞后模型 零偏补偿

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复杂工况抽油机变频控制中游梁摆角高精度测量技术研究

10

作者 容建刚 李晓莹 +2 位作者 申强 赵彦明 袁广民 《机电工程》 CAS 2013年第2期156-159,共4页

针对实际油井工程中游梁式抽油机变频调速的控制问题,为了给其电机速度曲线优化提供高精度的摆角信息,以达到提高变频控制效率及稳定性的目的,设计了用于变频控制器的高精度实时游梁摆角测量系统。在复杂工况条件下,为了提高系统测量精... 针对实际油井工程中游梁式抽油机变频调速的控制问题,为了给其电机速度曲线优化提供高精度的摆角信息,以达到提高变频控制效率及稳定性的目的,设计了用于变频控制器的高精度实时游梁摆角测量系统。在复杂工况条件下,为了提高系统测量精度,采用了防脉冲干扰的移动平均滤波法以及分段补偿温度漂移等技术;同时为了有效消除安装误差,提出了摆角测量系统在线标定方法;最后对游梁摆角进行了静态及动态试验。实验及研究结果表明:在实际抽油机-50°^+50°的摆幅内,系统测量精度达到±0.15°,零偏为±0.05°,且抗振效果非常明显,该系统能够满足油田恶劣工况下电机控制系统变频优化调速的使用要求。 展开更多

关键词 油井工程 游梁式抽油机 变频控制 摆角测量 移动平均滤波 零点漂移 分段补偿

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基于人工神经网络的激光陀螺零偏补偿方法研究

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作者 崔娟 钟聪 胡珍妮 《自动化与仪器仪表》 2022年第11期7-10,16,共5页

激光陀螺受到多普勒频移量的影响导致零偏,为此提出基于人工神经网络的激光陀螺零偏补偿方法。根据激光陀螺在零偏状态下的载流子态密度分布得到激光陀螺的激光多普勒振动信号,通过小波变换将含噪信号进行特征分解,通过线性组合叠加的... 激光陀螺受到多普勒频移量的影响导致零偏,为此提出基于人工神经网络的激光陀螺零偏补偿方法。根据激光陀螺在零偏状态下的载流子态密度分布得到激光陀螺的激光多普勒振动信号,通过小波变换将含噪信号进行特征分解,通过线性组合叠加的方法计算激光陀螺零偏分量,对激光陀螺的固定偏差进行反馈补偿控制,构建人工神经网络模型进行激光陀螺零偏补偿的自适应训练。在人工神经网络的输入层输入固有模态参数,根据激光陀螺的散射光强和幅度值进行自适应学习,实现激光陀螺的零偏稳态补偿。实验测试表明,该方法进行激光陀螺零偏补偿能有效去除频偏,提高输出信噪比,有效减少自身和外界噪声的干扰,提高了激光陀螺的稳态性。 展开更多

关键词 人工神经网络 激光陀螺 零偏 补偿 小波变换

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