微機械加速度計誤差分析與補償技術(shù)

微機械加速度計誤差分析與補償技術(shù)自動化學(xué)院李楠誤差分析誤差補償結(jié)構(gòu)誤差噪聲誤差溫度誤差交叉加速度誤差閉環(huán)系統(tǒng)誤差噪聲誤差溫度誤差濾波（H∞）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)SVM微機械加速度計的結(jié)構(gòu)誤差

結(jié)構(gòu)誤差主要是在設(shè)計工藝過程引入的誤差。包括材料的選擇、電阻的設(shè)計與加工以及主要工藝步驟的加工精度對微加速度計輸出性能的影響。微機械加速度計的噪聲誤差

由于微機械加速度計信號非常微弱，噪聲的出現(xiàn)會嚴重降低輸出信號的信噪比。

微機械加速度計系統(tǒng)中的噪聲主要包括機械結(jié)構(gòu)噪聲、電源噪聲、電磁干擾噪聲、分布電容噪聲、電路熱噪……

對噪聲誤差的補償方法一般根據(jù)噪聲的來源進行修正。減小噪聲的措施采用調(diào)制解調(diào)型前置放大電路增加濾波電路合理布線采用屏蔽措施電源濾波增大敏感質(zhì)量適當真空封裝減小功耗微機械加速度計的溫度誤差

微機械加速度計通電工作時，其功耗會造成加速度計本身溫度的升高。環(huán)境溫度的變化也會噪聲加速度計本身溫度的升高。

溫度的變化會引起表頭幾何尺寸以及電解質(zhì)介電常數(shù)的變化，進而引起敏感電容的變化，造成輸出誤差。微機械加速度計的零位溫度漂移微機械加速度計的溫度傳感器輸出微機械加速度計的交叉加速度誤差

對于微機械加速度計，敏感軸正交方向上的加速度輸入理論上不引起加速度計輸出，但由于結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)參數(shù)的原因，會引起加速度計輸出的變化，造成交叉加速度誤差。其誤差大小用交叉軸靈敏度和交叉耦合系數(shù)表示。

為了減小交叉加速度誤差，應(yīng)當使與敏感軸正交方向的模態(tài)頻率遠高于敏感軸的工作模態(tài)頻率。微機械加速度計閉環(huán)系統(tǒng)誤差分析在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，可以通過增大系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)和提高系統(tǒng)型次來減小由輸入引起的誤差。提高反饋通道的精度，可以有效減少系統(tǒng)誤差。H∞濾波器的應(yīng)用H∞濾波是將魯棒控制問題應(yīng)用于濾波領(lǐng)域，以系統(tǒng)的H∞性能指標建立濾波方程，有效地解決了系統(tǒng)中未知量與未知噪聲的不確定性影響，對系統(tǒng)噪聲具有很好的魯棒特性。無需了解噪聲的分布模型SVM

人工智能是計算機科學(xué)與控制領(lǐng)域的一個重要的研究方向。它主要研究如何讓機器系統(tǒng)模擬人類的智能學(xué)習行為 20世紀90年代Vapnik等人就有限樣本下的機器學(xué)習理論進行了研究，提出了一個較為完善的統(tǒng)計學(xué)習理論體系。并在這一體系的基礎(chǔ)上提出了一種新的學(xué)習分類方法——支持向量機（SupportVectorMachine，簡稱SVM）。參考文獻StudyonErrorsCompensationofaVehicularMEMSAccelerometerGuanXin,YanDong,GaoZhen-hai2005IEEE.電容式微機械加速度計系統(tǒng)動態(tài)特性研究電子科技大學(xué)學(xué)報Vol.31No.5微型航姿系統(tǒng)中三軸MEMS加速度計組合誤差建模方法測試技術(shù)學(xué)報2011參考文獻人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教程.北京郵電大學(xué)出版社,2006.韓力群.On-lineRealizationofSVMKalmanFilterforMEMSGyro2011IEEE,768-770TheMEMSIMUE