微机电惯性器件的配对筛选方法技术

本发明专利技术涉及微机电惯性器件的配对筛选方法，包括：在每个设定采样环境条件下，处理器对各样本进行上电，根据预设采样次数、预设采样总时长、上电时间得到多个采样时刻；对每个器件ID的平均实测温度数据和第二上电零位平均输出值进行二次最小二乘法拟合处理，得到每个器件ID在温度节点下的上电零位拟合输出值；根据全部设定采样环境条件下的各个器件ID的上电零位拟合输出值得到对应的离散程度值，离散程度均值；根据上电零位离散程度值和离散程度均值的偏离量进行有效性筛选处理；对筛选为有效的样本的集合中的任意两个样本的实测温度数据和上电零位输出值进行一阶、二阶最小二乘法拟合处理，并根据拟合度确定有效的样本的集合中的配对样本。

【技术实现步骤摘要】
微机电惯性器件的配对筛选方法
本专利技术涉及惯性导航
，尤其涉及微机电惯性器件的配对筛选方法。
技术介绍
微机电惯性器件是以测量载体在惯性空间内转动运动和位置运动为目的的微机电系统。在许多运动体上，特别是高速度、高动态的飞行器上，广泛使用微机电惯导系统，以降低成本和减小飞行器的体积。但这些飞行器对测量精度的要求很高，现有的提高测量精度的方法是：将两个相同型号的陀螺仪或者加速度计同轴反向冗余安装，飞行器采集两个陀螺仪或者加速度计的输出值后做“平均”，用以消除零位误差，经过滤波后即可作为惯导系统的一个“轴”的输出值。虽然两个相同型号的陀螺仪或者加速度计同轴反向冗余安装后可以降低力学环境，例如振动，造成的误差。但是，对于同轴反向冗余安装的配对器件，如果它们在温度变化条件下的误差特征不同，工作时间越长，产生的误差越大。特别是误差特征随温度变化规律性不强的器件参与了配对，对测量精度产生的不利影响更大，也更难以补偿消除。即使在上电初期，进行过较长时间的“归零”处理，也无助于减小后续使用误差。因此，提出一种能够配对筛选出两个在相同温度条件下，随时间变化表现出相似的特征的微机电惯性器件的方法是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了微机电惯性器件的配对筛选方法，能够在批量生产中提高配对筛选效率，通过低精度的微机电惯性器件实现高精度的测量结果，降低惯导系统的成本。为实现上述目的，本专利技术提供了微机电惯性器件的配对筛选方法，所述配对筛选方法包括：在每个设定采样环境条件下，处理器发送上电控制信号，对各待测微机电惯性器件的样本进行上电，根据预设采样次数和预设采样总时长得到采样频率，并根据上电时间和所述采样频率计算得到多个采样时刻；采样单元在每个采样时刻采集每个所述样本的实测温度数据和上电零位输出值，生成每个所述样本的一个采样数据发送给所述处理器；所述一个采样数据包括一个样本的器件ID、采样时刻、实测温度数据和上电零位输出值；所述处理器对每个器件ID建立所述器件ID的多个采样数据和当前设定采样环境的温度节点的第一对应关系；所述处理器对每个器件ID对应的多个实测温度数据和多个上电零位输出值分别进行平均值计算，得到在当前的温度节点下，每个器件ID对应的平均实测温度数据和第一上电零位平均输出值；所述处理器对全部样本的第一上电零位平均输出值进行平均值计算，得到在当前的温度节点下，全部样本的第二上电零位平均输出值；所述处理器对每个器件ID对应的平均实测温度数据和第二上电零位平均输出值进行二次最小二乘法拟合处理，得到每个器件ID对应的在所述温度节点下的上电零位拟合输出值；所述处理器根据全部设定采样环境条件下的各个器件ID的上电零位拟合输出值进行每个器件ID的上电零位离散程度计算，得到每个器件ID对应的离散程度值，并得到离散程度均值；所述处理器根据每个器件ID的上电零位离散程度值和离散程度均值的偏离量对全部样本进行有效性筛选处理；所述处理器对筛选为有效的样本的集合中的任意两个样本的实测温度数据和上电零位输出值进行一阶、二阶最小二乘法拟合处理，并根据拟合度确定所述有效的样本的集合中的配对样本；所述配对样本包括两个样本。优选的，在所述处理器发送上电控制信号之前，所述配对筛选方法还包括：放置所述样本的试验箱根据接收到的温控指令进行升温或降温；所述试验箱的温度传感器实时检测试验箱内的温度，得到实时测试温度，发送给处理器；所述处理器判断所述实时测试温度是否等于任一所述温度节点对应的温度值，且判断当前温度节点是否为预设温度端点；当实时测试温度等于一个温度节点对应的温度值，且不是预设温度端点时，所述处理器向所述试验箱发送保温指令，用以所述试验箱在所述一个温度节点对应的温度值上对样品进行保温；当保温持续时长达到预设时长时,所述处理器生成上电控制信号，用以控制全部待测微机电惯性器件的样本上电；当所述测试温度等于预设温度端点时，所述处理器生成停止升温或停止降温的控制指令，并且根据预设温度端点偏离调整值，生成温控指令。优选的，所述采样时刻具有对应的采样顺序编号；所述根据预设采样次数和预设采样总时长得到采样频率，并根据上电时间和所述采样频率计算得到多个采样时刻具体包括：根据公式计算采样时刻；其中，i为温度节点的编号，tik为第i个温度节点的第k个采样时刻，ti0为第i个温度节点的上电时间，Δt为预设采样总时长，n为预设采样次数，k为采样顺序编号，k＝1,2,3,……,n。优选的，所述处理器对每个器件ID对应的平均实测温度数据和第二上电零位平均输出值进行二次最小二乘法拟合处理，得到每个器件ID对应的在所述温度节点下的上电零位拟合输出值具体包括：根据公式计算上电零位拟合输出值；其中，i为温度节点的编号，为第i个温度节点下全部样本的平均实测温度数据，Outi为第i个温度节点下全部样本的上电零位拟合输出值，B2、B1、B0为全部样本的二阶拟合系数。进一步优选的，所述处理器根据全部设定采样环境条件下的各个器件ID的上电零位拟合输出值进行每个器件ID的上电零位离散程度计算，得到每个器件ID对应的离散程度值，并得到离散程度均值具体包括：根据公式计算每个样本的离散程度值；其中，m为样本的编号，i为温度节点的编号，VARm为第m个样本的离散程度值，为第i个温度节点下第m个样本的第一上电零位平均输出值，Outi为第i个温度节点下全部样本的上电零位拟合输出值；q为全部温度节点的数量；根据公式计算离散程度均值；其中，为离散程度均值，m为样本的编号，VARm为第m个样本的离散程度值，s为全部样本的数量。进一步优选的，所述处理器根据每个器件ID的上电零位离散程度值和离散程度均值的偏离量对全部样本进行有效性筛选处理具体包括：根据公式确定有效的样本；其中，为离散程度均值，m为样本的编号，VARm为第m个样本的离散程度值，p为预设倍数。进一步优选的，所述配对筛选方法还包括：所述处理器统计并判断所述有效的样本的数量为偶数或者奇数；当所述有效的样本的数量为偶数时，根据公式确定配对组合的组合数量；当所述有效的样本的数量为奇数时，根据公式确定配对组合的组合数量；其中，s1为有效的样本的数量，N为组合数量。进一步优选的，所述处理器对筛选为有效的样本的集合中的任意两个样本的实测温度数据和上电零位输出值进行一阶、二阶最小二乘法拟合处理，并根据拟合度确定所述有效的样本的集合中的配对样本具体包括：根据公式计算每个样本在全部温度节点下的一阶拟合度；根据公式计算每个样本在全部温度节点下的二阶拟合度；其中，m为样本的编号，为第m个样本在全部温度节点下的一阶拟合度，为第m个样本在全部温度节点下的二阶拟合度；为每个温度节点的平均实测温度数据,为第m个样本的一阶拟合系数；为第m个样本的二阶拟合系数；根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电惯性器件的配对筛选方法，其特征在于，所述配对筛选方法包括：/n在每个设定采样环境条件下，处理器发送上电控制信号，对各待测微机电惯性器件的样本进行上电，根据预设采样次数和预设采样总时长得到采样频率，并根据上电时间和所述采样频率计算得到多个采样时刻；/n采样单元在每个采样时刻采集每个所述样本的实测温度数据和上电零位输出值，生成每个所述样本的一个采样数据发送给所述处理器；所述一个采样数据包括一个样本的器件ID、采样时刻、实测温度数据和上电零位输出值；/n所述处理器对每个器件ID建立所述器件ID的多个采样数据和当前设定采样环境的温度节点的第一对应关系；/n所述处理器对每个器件ID对应的多个实测温度数据和多个上电零位输出值分别进行平均值计算，得到在当前的温度节点下，每个器件ID对应的平均实测温度数据和第一上电零位平均输出值；/n所述处理器对全部样本的第一上电零位平均输出值进行平均值计算，得到在当前的温度节点下，全部样本的第二上电零位平均输出值；/n所述处理器对每个器件ID对应的平均实测温度数据和第二上电零位平均输出值进行二次最小二乘法拟合处理，得到每个器件ID对应的在所述温度节点下的上电零位拟合输出值；/n所述处理器根据全部设定采样环境条件下的各个器件ID的上电零位拟合输出值进行每个器件ID的上电零位离散程度计算，得到每个器件ID对应的离散程度值，并得到离散程度均值；/n所述处理器根据每个器件ID的上电零位离散程度值和离散程度均值的偏离量对全部样本进行有效性筛选处理；/n所述处理器对筛选为有效的样本的集合中的任意两个样本的实测温度数据和上电零位输出值进行一阶、二阶最小二乘法拟合处理，并根据拟合度确定所述有效的样本的集合中的配对样本；所述配对样本包括两个样本。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微机电惯性器件的配对筛选方法，其特征在于，所述配对筛选方法包括：
在每个设定采样环境条件下，处理器发送上电控制信号，对各待测微机电惯性器件的样本进行上电，根据预设采样次数和预设采样总时长得到采样频率，并根据上电时间和所述采样频率计算得到多个采样时刻；
采样单元在每个采样时刻采集每个所述样本的实测温度数据和上电零位输出值，生成每个所述样本的一个采样数据发送给所述处理器；所述一个采样数据包括一个样本的器件ID、采样时刻、实测温度数据和上电零位输出值；
所述处理器对每个器件ID建立所述器件ID的多个采样数据和当前设定采样环境的温度节点的第一对应关系；
所述处理器对每个器件ID对应的多个实测温度数据和多个上电零位输出值分别进行平均值计算，得到在当前的温度节点下，每个器件ID对应的平均实测温度数据和第一上电零位平均输出值；
所述处理器对全部样本的第一上电零位平均输出值进行平均值计算，得到在当前的温度节点下，全部样本的第二上电零位平均输出值；
所述处理器对每个器件ID对应的平均实测温度数据和第二上电零位平均输出值进行二次最小二乘法拟合处理，得到每个器件ID对应的在所述温度节点下的上电零位拟合输出值；
所述处理器根据全部设定采样环境条件下的各个器件ID的上电零位拟合输出值进行每个器件ID的上电零位离散程度计算，得到每个器件ID对应的离散程度值，并得到离散程度均值；
所述处理器根据每个器件ID的上电零位离散程度值和离散程度均值的偏离量对全部样本进行有效性筛选处理；
所述处理器对筛选为有效的样本的集合中的任意两个样本的实测温度数据和上电零位输出值进行一阶、二阶最小二乘法拟合处理，并根据拟合度确定所述有效的样本的集合中的配对样本；所述配对样本包括两个样本。


2.根据权利要求1所述的微机电惯性器件的配对筛选方法，其特征在于，在所述处理器发送上电控制信号之前，所述配对筛选方法还包括：
放置所述样本的试验箱根据接收到的温控指令进行升温或降温；
所述试验箱的温度传感器实时检测试验箱内的温度，得到实时测试温度，发送给处理器；
所述处理器判断所述实时测试温度是否等于任一所述温度节点对应的温度值，且判断当前温度节点是否为预设温度端点；
当实时测试温度等于一个温度节点对应的温度值，且不是预设温度端点时，所述处理器向所述试验箱发送保温指令，用以所述试验箱在所述一个温度节点对应的温度值上对样品进行保温；当保温持续时长达到预设时长时,所述处理器生成上电控制信号，用以控制全部待测微机电惯性器件的样本上电；
当所述测试温度等于预设温度端点时，所述处理器生成停止升温或停止降温的控制指令，并且根据预设温度端点偏离调整值，生成温控指令。


3.根据权利要求1所述的微机电惯性器件的配对筛选方法，其特征在于，所述采样时刻具有对应的采样顺序编号；所述根据预设采样次数和预设采样总时长得到采样频率，并根据上电时间和所述采样频率计算得到多个采样时刻具体包括：
根据公式计算采样时刻；
其中，i为温度节点的编号，tik为第i个温度节点的第k个采样时刻，ti0为第i个温度节点的上电时间，Δt为预设采样总时长，n为预设采样次数，k为采样顺序编号，k＝1,2,3,……,n。


4.根据权利要求1所述的微机电惯性器件的配对筛选方法，其特征在于，所述处理器对每个器件ID对应的平均实测温度数据和第二上电零位平均输出值进行二次最小二乘法拟合处理，得到每个器件ID对应的在所述温度节点下的上电零位拟合输出值具体包括：
根据公式计算上电零位拟合输出值；
其中，i为温度节点的编号，为第i个温度节点下全部样本的平均实测温度数据，Outi为第i个温度节点下全部样本的上电零位拟合输出值，B2、B1、B0为全部样本的二阶拟合系数。


5.根据权利要求4所述的微机电惯性器件的配对筛选方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蓬，回睿姣，张佩俊，刘畅，龙旭东，张旭东，杨志，
申请(专利权)人：北京惠风联合防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11