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摘要针对大多的多轴加速度计误差校正方法存在操作不便、精度不高、计算量较大等难题，以基于最小二乘的椭球拟合的方法实现对三轴加速度计误差的补偿校正。对三轴加速度计的多种类型误差进行分析，并基于选择的零位误差、灵敏度误差以及非正交误差，建立出三轴MEMS加速度计的数学误差模型。对该误差模型中包含的误差系数进行公式推导，再以椭球拟合方法对系数进行解算，然后对其误差进行标定与补偿校正。比较实验的结果可知，此种校准方法精度较高、易于计算，并且可以对上述三种误差很好地进行校正补偿。23024
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关键词 三轴MEMS加速度计 误差建模 标定补偿 椭球拟合
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The analysis of initial calibration methods of accelerometer
Abstract
For most error calibration method of multi-axis acceleration ，there are some problems in them，such as inconvenience operation、low accuracy、large amount of calculation and so on. A method based on least squares and ellipsoid fitting was proposed to calibrate the error of three-axis accelerometer. Having a analysis for multiple errors of the three-axis accelerometer，and then establish the mathematical error model of three-axis MEMS accelerometer，which is based on zero error、sensitivity error and non-orthogonal error. Having a derivation for the error coefficient included in the error model，and calculate the coefficient by the method of ellipsoid fitting，then calibrate the errors and have a compensation for them. We can know that from the comparison of the experimental results，this kind of calibration method is of a high accuracy ，it is easy to calculate and can be used to calibrate the three kinds of errors above.
Keywords three-axis MEMS accelerometer；error modeling；calibration and
compensation；ellipsoid fitting
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 加速度计飞行测试的国内外研究现状 2
1.2.1 三轴MEMS加速度计的国内外研究现状 2
1.2.2 MEMS加速度计校准方法的国内外研究现状 5
1.3 论文的主要工作内容 9
2 加速度计误差模型 10
2.1 加速度计分析 10
2.1.1 加速度计工作原理 10
2.1.2 MEMS加速度计的测量原理 12
2.2 加速度计误差分析与建模 13
2.2.1 加速度计的误差分析 13
2.2.2 三轴加速度计误差模型的建立 17
2.3 加速度计误差的标定与补偿 19
2.3.1 加速度计误差的标定 19
2.3.2 误差修正数学模型的建立以及误差补偿 22
3 实验验证及比较分析 24
3.1 数据采集 24
3.2 误差系数解算及误差校正 29
3.3 比较分析 31
结 论 33
致 谢 34
参考文献35
1 绪论
1.1 研究背景及意义
当今世界充满着竞争和发展，世界各国之间的竞争归根到底就是综合国力的竞争，而一个国家的安全是以军事实力为基础的。伴随着科学技术的日益发展，战争将朝着信息化、智能化、精确打击等多方向发展。弹箭精确制导技术也因此有了极大的发展。在弹箭的精确制导过程中，往往少不了各式各样的测量元件的运用，加速度计也便应运而生。作为量测加速度的一种传感元件，加速度计对于惯性力、倾斜角、振动以及冲击等参数的量测起着不可或缺的作用。加速度计作为一种测量元件，在惯性制导、导航和控制检测设备中同样有着举足轻重的作用。加速度计的敏感特性不论对于量测惯性制导还是导航中运载体的加速度都非常重要【1】。