[發明專利]一種用于微機電慣性測量單元溫度誤差補償的方法

在審

• 申請號: 201910726270.3
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110501009A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 高爽;張若愚;蔡曉雯
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G06N5/04
• 代理公司: 11465 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 曹鵬飛<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種用于微機電慣性測量單元溫度誤差補償的方法，其特征在于，包括：

S1、設計全溫實驗，采集全溫輸出數據；

S2、根據所述全溫實驗的輸出數據，分析MIMU的溫度輸出特性，選取溫度變量建立MEMS加速度計和MEMS陀螺的溫度誤差模型；所述溫度變量為溫度和溫度變化率；

S3、設計自適應神經模糊推理系統；分別將MEMS加速度計和MEMS陀螺的溫度誤差作為訓練樣本輸入自適應神經模糊推理系統；利用自適應神經網絡訓練出模糊參數，獲得最優網絡模型；

S4：根據所述最優網絡模型，計算溫度誤差的預測輸出，應用網絡預測結果補償MIMU的全溫輸出。

2.如權利要求1所述的一種用于微機電慣性測量單元溫度誤差補償的方法，其特征在于，所述步驟S1，包括：

S11、將微型慣性測量單元和光纖陀螺分別固定在測試工裝上，將所述測試工裝放置在溫箱內；所述光纖陀螺內置溫度傳感器；

S12、采用Micro-USB接口數據線連接微型慣性測量單元和測試計算機，所述光纖陀螺由直流穩壓電源供電；

S13、啟動溫箱設定溫箱起始溫度為室溫27℃，在起始溫度處保溫10分鐘，保證溫箱溫度和微型慣性測量單元內部溫度達到一致；

S14、控制溫箱以0.5℃/min升溫至60℃，待光纖陀螺溫度的溫度傳感器顯示達到60℃后，恒溫30分鐘，完成升溫過程；

S15、控制溫箱以1℃/min降溫至-40℃，待光纖陀螺溫度顯示達到-40℃后，恒溫30分鐘，完成降溫過程；

S16、控制溫箱以1℃/min升溫至27℃，待光纖陀螺溫度顯示達到27℃后，恒溫30分鐘，關閉溫箱；

S17、全程采集上述步驟S11～S16過程中，MEMS陀螺輸出、MEMS加速度計輸出和光纖陀螺溫度數據。

3.如權利要求2所述的一種用于微機電慣性測量單元溫度誤差補償的方法，其特征在于，所述步驟S1，還包括：

S18、對MEMS陀螺輸出的測試數據進行1s平滑處理，生成平滑序列。

4.如權利要求1所述的一種用于微機電慣性測量單元溫度誤差補償的方法，其特征在于，所述步驟S2，包括：

根據所述全溫實驗的輸出數據，確定溫度T和溫度變化率作為自變量，溫度誤差作為因變量；

建立MEMS加速度計X軸的零偏溫度誤差模型：

MEMS陀螺X軸的零偏溫度誤差模型：

式中：A為不同溫度下的加速度計輸出；G為不同溫度下的陀螺輸出；a₀～a₅和b₀～b₅分別為MEMS加速度計和MEMS陀螺的溫度系數。

5.如權利要求4所述的一種用于微機電慣性測量單元溫度誤差補償的方法，其特征在于，所述步驟S3中，設計自適應神經模糊推理系統，包括：

根據S2中建立的溫度誤差模型，建立二輸入單輸出的自適應網絡模糊推理系統；設置系統輸入包含2個節點，分別表示溫度和溫度變化率；系統輸出包含1個節點，表示陀螺零偏輸出。