一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，属于惯性测量领域。本发明专利技术包括标定试验方法、启动零位误差补偿模型、参数表格式和参数计算方法。将启动零位误差补偿模型设计为与时间相关的函数，与时间的关系为3阶多项式；同时设置7个温度区间分别求取补偿系数，以获得更加精确的补偿参数。本发明专利技术将启动零位误差补偿模型设计为以时间相关，避开了对MEMS惯性仪表内部复杂温度场的测量，可获得更准确的补偿参数；提高惯性仪表输出精度。提高惯性仪表输出精度。提高惯性仪表输出精度。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法


[0001]本专利技术属于惯性测量领域，具体涉及一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法。

技术介绍

[0002]惯性测量装置是弹上的重要设备，为弹上信息处理器提供角速度和加速度信息，用于导航、制导和稳定控制。惯性仪表作为惯性测量装置的核心部件，包括陀螺仪和加速度计，分别用于测量载体角速度和加速度信息；典型的为三只敏感轴正交(X轴、Y轴、Z轴)的陀螺仪和加速度计构型。MEMS惯性仪表价格低、可靠性高、功耗低、体积小，在低精度惯性仪表的工程应用中优势明显。但部分MEMS惯性仪表存在启动零位误差，约5min后零位输出值趋于稳定；启动零位误差影响武器系统初始对准、导航、制导误差，影响导弹命中精度和快速响应能力。
[0003]MEMS惯性仪表内部温度场特征复杂，难以测量，不便于采用传统的温度建模。鉴于MEMS惯性仪表零位曲线的重复性，引入一种时间相关的启动零位误差补偿方法，提高了MEMS惯性仪表零位输出稳定性。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，以解决常规的启动零位误差补偿方法，温度场测量不准确的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，该方法包括如下步骤：
[0008]S1、根据惯性测量装置工作范围
‑
40℃～+60℃，选取8个温度点：
‑
40℃、
‑
30℃、
‑
20℃、
‑
10℃、0℃、40℃、50℃、60℃，分别恒温标定试验：保温第一时长后，采集惯性测量装置中惯性仪表上电时刻温度值；
[0009]S2、将温度划分为7个区间：[
‑
40，
‑
30)℃，[
‑
30，
‑
20)℃，[
‑
20，
‑
10)℃，[
‑
10，0)℃，[0，40)℃，[40，50)℃，[50，60]℃，根据上电时采集到的惯性仪表温度值，参考温度区间，确定上电时刻采集到的惯性仪表温度值在的温度补偿区间；从而确定补偿系数，启动零位误差补偿模型如下：
[0010]Z
i0
＝B
i0
+B
i1
×
t+B
i2
×
t2+B
i3
×
t3ꢀꢀ
(2)
[0011]其中，Z
i0
：惯性仪表启动零位误差补偿值，实际输出值扣除该补偿值即为补偿后输出；t：上电后的时间，单位：s；B
i0
～B
i3
：第i个温度区间内补偿系数；
[0012]S3、将7个温度区间和各区间启动零位误差补偿系数设置为配置项形成参数表，上传至惯性测量装置数据存储器，处理器软件在上电时读取一次惯性仪表温度值，根据补偿模型，进行启动零位误差补偿值的实时解算；
[0013]S4、惯性仪表输出经误差补偿后，再扣除当前时刻启动零位误差补偿值后输出。
[0014](三)有益效果
[0015]本专利技术提出一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，本专利技术提出一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，本专利技术包括标定试验方法、启动零位误差补偿模型、参数表格式和参数计算方法。将零位误差补偿模型设计为与时间相关的函数，与时间的关系为3阶多项式；同时将温度区间大致分为7段分别求取补偿系数，以获得更加精确的补偿参数。本专利技术将启动补偿模型设计为以时间相关，避开了对MEMS惯性仪表内部复杂温度场的测量，可获得更准确的补偿参数；提高惯性仪表输出精度。
附图说明
[0016]图1为本专利技术MEMS惯性仪表启动零位误差补偿值补偿方法的工作流程图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0018]本专利技术涉及一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，属于惯性测量领域。本专利技术包括标定试验方法、启动零位误差补偿模型、参数表格式和参数计算方法。将启动零位误差补偿模型设计为与时间相关的函数，与时间的关系为3阶多项式；同时设置7个温度区间分别求取补偿系数，以获得更加精确的补偿参数。本专利技术将启动零位误差补偿模型设计为以时间相关，避开了对MEMS惯性仪表内部复杂温度场的测量，可获得更准确的补偿参数；提高惯性仪表输出精度。
[0019]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，该方法包括如下步骤：
[0020]S1、根据惯性测量装置工作范围
‑
40℃～+60℃，选取8个温度点：
‑
40℃、
‑
30℃、
‑
20℃、
‑
10℃、0℃、40℃、50℃、60℃，分别恒温标定试验：保温第一时长后，采集惯性测量装置中惯性仪表上电时刻温度值；第一时长视产品内部温度稳定情况而定，某一实施例中为1h。
[0021]S2、将温度划分为7个区间：[
‑
40，
‑
30)℃，[
‑
30，
‑
20)℃，[
‑
20，
‑
10)℃，[
‑
10，0)℃，[0，40)℃，[40，50)℃，[50，60]℃，根据上电时采集到的惯性仪表温度值，参考温度区间，确定上电时刻采集到的惯性仪表温度值在的温度补偿区间；从而确定补偿系数，启动零位误差补偿模型如下：
[0022]Z
i0
＝B
i0
+B
i1
×
t+B
i2
×
t2+B
i3
×
t3ꢀꢀꢀ
(2)
[0023]其中，Z
i0
：惯性仪表启动零位误差补偿值，实际输出值扣除该补偿值即为补偿后输出；t：上电后的时间，单位：s；B
i0
～B
i3
：第i个温度区间内补偿系数。
[0024]S3、将7个温度区间和各区间启动零位误差补偿系数设置为配置项形成参数表，上传至惯性测量装置数据存储器，处理器软件在上电时读取一次惯性仪表温度值，根据补偿模型，进行启动零位误差补偿值的实时解算。
[0025]S4、惯性仪表输出经误差补偿后，再扣除当前时刻(上电时刻为0时刻)启动零位误差补偿值后输出。在满足下列任意1个条件情况下，退出启动零位误差补偿，补偿值恒为0：
[0026]1)t≥T
M
，T
M
为多只该型号惯性仪表启动时间的最大值；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、根据惯性测量装置工作范围
‑
40℃～+60℃，选取8个温度点：
‑
40℃、
‑
30℃、
‑
20℃、
‑
10℃、0℃、40℃、50℃、60℃，分别恒温标定试验：保温第一时长后，采集惯性测量装置中惯性仪表上电时刻温度值；S2、将温度划分为7个区间：[
‑
40，
‑
30)℃，[
‑
30，
‑
20)℃，[
‑
20，
‑
10)℃，[
‑
10，0)℃，[0，40)℃，[40，50)℃，[50，60]℃，根据上电时采集到的惯性仪表温度值，参考温度区间，确定上电时刻采集到的惯性仪表温度值在的温度补偿区间；从而确定补偿系数，启动零位误差补偿模型如下：Z
i0
＝B
i0
+B
i1
×
t+B
i2
×
t2+B
i3
×
t3ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，Z
i0
：惯性仪表启动零位误差补偿值，实际输出值扣除该补偿值即为补偿后输出；t：上电后的时间，单位：s；B
i0
～B
i3
：第i个温度区间内补偿系数；S3、将7个温度区间和各区间启动零位误差补偿系数设置为配置项形成参数表，上传至惯性测量装置数据存储器，处理器软件在上电时读取一次惯性仪表温度值，根据补偿模型，进行启动零位误差补偿值的实时解算；S4、惯性仪表输出经误差补偿后，再扣除当前时刻启动零位误差补偿值后输出。2.如权利要求1所述的MEMS惯性仪表启动零位误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：S11、惯性测量装置安装在标定工装上，工装固定在带温箱三轴转台上，XYZ轴初始位置东天南，惯性测量装置包括惯性仪表；S12、温箱设置在恒定温度点下，保温时长A后产品上电测试，采集数据；S13、测试时长B。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲，张浩，朱博，魏东杰，任雯，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：