MEMS传感器阵列式高精度输出控制方法技术

本发明专利技术涉及一种未知干扰作用的MEMS传感器阵列式高精度输出控制方法，属于微机电系统领域。该方法是一种基于未知输入驱动的在线动态系统偏差估计算法，它通过将多个MEMS传感器的量测值进行加权线性组合来把目标状态的量测模型转化为系统偏差伪量测模型，并构建带有随机未知输入的广义动态系统偏差模型，由此构成动态系统偏差模型，然后判断解耦条件是否满足，若满足则基于动态系统偏差模型，对未知扰动进行解耦，接着在最小方差无偏准则下，计算增益阵，最后得到最优化线性最小方差系统偏差估计，并输出阵列式MEMS传感器最优估计值。本发明专利技术通过状态估计与扰动辨识的同步优化处理，显著提升环境未知扰动作用的阵列式MEMS传感器输出的状态估计性能。

【技术实现步骤摘要】
MEMS传感器阵列式高精度输出控制方法
本专利技术涉及一种未知干扰作用的MEMS传感器阵列式高精度输出控制方法，属于微机电系统领域。
技术介绍
微机电系统技术已经成功地实现了多种传感器的小型化和成本降低。这些传感器已广泛应用于许多领域，包括人工智能，物联网和工业4.0等。外部极端环境因素，如大温差、压差、强辐射、高真空、微重力、大冲击等，广泛作用于MEMS传感器，导致传感器灵敏度及其线性度、零位偏差、重复性、零位漂移等参数显著恶化，极大降低了传感器精度。MEMS传感器小型化及成本低的特点促进了阵列式控制方法的发展，该方法因其能提供更精确全面的信息处理能力，而受到广泛关注。在实际应用中，阵列式MEMS传感器除其自身所带的系统偏差，还不可避免地共同受到外来扰动的随机干扰，这引发其产生未知随机系统偏差，且这些突变的系统偏差的先验信息未知或较少。目前已有许多文献将这些突变的系统偏差看作动态系统偏差演化模型的未知输入(UnknownInput,UI)进行研究，以实现MEMS传感器阵列式的高精度输出。检索发现，文献1“Unbiasedminimum本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.未知环境作用的MEMS传感器阵列式高精度输出控制方法，包括如下步骤：/n步骤一：阵列式MEMS传感器中各传感器均包括机械部分1和电路部分2，具体的，MEMS传感器由质量块振动引起梳齿电容变化，电容变化量经过C/V模块转换成电压，再经过移相器、自动增益控制、乘法器模块后，生成驱动激励电压，施加到驱动激励电极控制驱动模态稳幅振动，移相器输出Y作为量测信号进入数据处理模块进行处理；/n步骤二：由于传感器真实输入信号通常可以被认为与前一时间点的输入信号相关，因此采用一阶马尔科夫过程进行描述，分别构建各传感器真实输入信号的动态和量测模型，从而建立MEMS传感器的状态空间模型，然后通过将阵列式MEMS...

【技术特征摘要】
20200517 CN 20201041615631.未知环境作用的MEMS传感器阵列式高精度输出控制方法，包括如下步骤：
步骤一：阵列式MEMS传感器中各传感器均包括机械部分1和电路部分2，具体的，MEMS传感器由质量块振动引起梳齿电容变化，电容变化量经过C/V模块转换成电压，再经过移相器、自动增益控制、乘法器模块后，生成驱动激励电压，施加到驱动激励电极控制驱动模态稳幅振动，移相器输出Y作为量测信号进入数据处理模块进行处理；
步骤二：由于传感器真实输入信号通常可以被认为与前一时间点的输入信号相关，因此采用一阶马尔科夫过程进行描述，分别构建各传感器真实输入信号的动态和量测模型，从而建立MEMS传感器的状态空间模型，然后通过将阵列式MEMS传感器的量测值进行加权线性组合来把目标状态的量测模型Y1,k,Y2,k,...,YN,k转化为系统偏差伪量测模型：
Yk+1＝YN,k-[qN-1YN-1,k+…+q1Y1,k](1)
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：申强，张益楠，杨登锋，常洪龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61