【技术实现步骤摘要】
一种基于微结构热效应分析的MEMS器件温漂误差精密建模方法
[0001]本专利技术属于新型微惯性器件领域，具体涉及一种基于微结构热效应分析的MEMS器件温漂误差精密建模方法。
技术介绍
[0002]随着科学技术的发展与进步，人类探索空间和开发资源的潜力与能力正与日俱增。众所周知，深空中蕴藏有丰富稀有资源，甚至极有可能存在可支持地球生命生存的类地环境。因此，世界各国投入了大量的人力和物力探测并开发深空环境。然而，由于深空环境极其恶劣，真空和高低温骤变是其基本环境特性，这也就决定了以目前人类所掌握的科学技术很难实现星际远航旅的目标，取而代之的是无人智能化系统的广泛投入使用，如全天候无人驾驶飞行器监控系统、月球和火星漫游车、微型卫星等。无人智能化系统安全稳定可靠运行、顺利完成计划任务离不开其精准姿态的有效支持，微惯性导航器件是支持该系统稳定可靠的必要选择。无人智能设备具有体积小、功耗低、环境适应性强等特点，这要求微惯性导航器件必须要严格兼容上述特点。基于此，考虑精度、成本、尺寸、稳定性和可靠性等因素，微机电系统(MEMS，Micr
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于微结构热效应分析的MEMS器件温漂误差精密建模方法，其特征是：包括基于微结构热效应的MEMS陀螺仪内部结构形变分析和基于RBF神经网络的温漂误差模型精密建模及其参数精准辨识。所述的基于微结构热效应的MEMS陀螺仪内部结构形变分析包括MEMS陀螺仪的微结构形变分析和诱导MEMS陀螺仪结构形变的温度相关量提取。从微结构效应角度出发考虑，MEMS陀螺仪的传感电路具有梳齿结构，具体可以抽象为由动极板和定极板组成的平板电容，通过由动极板和定极板形成的电容值间接获取MEMS陀螺仪敏感的载体角速度信息。由于硅基材料具有温度依赖性，随着环境温度的变化和结构一致性的改变，梳齿结构呈现三维结构变形，基于电容误差方程提取温度相关量并构建MEMS陀螺仪温漂误差精密模型。所述的基于RBF神经网络的温漂误差模型精密建模及其参数精准辨识旨在精准复现温度相关量与MEMS陀螺仪温漂误差的复杂非线性关系，基于RBF神经网络以温度相关量为输入，通过神经元和神经层的精准计算MEMS陀螺仪温漂误差，确保高精度和实时性的多输入多输出非线性模型来精准辨识温漂误差模型精密建模。2.根据权利要求1所述的一种基于微结构热效应分析的MEMS器件温漂误差精密建模方法，其特征是：MEMS陀螺仪的传感电路具有梳齿结构，其可以抽象为由动极板和定极板组成的平板电容，当MEMS陀螺仪沿旋转轴以角速度Ω旋转时，在科里奥利力的作用下动极板沿旋转轴发生位移，载体角速度通过平板电容上的电容值测量变换得到。由于硅基材料的温度依赖性，随着环境温度变化导致其结构一致性变化，并使得梳齿结构呈现三维空间形变，梳齿的厚度、动极板和定极板的重叠长度、动极板和定极板的重叠宽度、动极板和定极板的梳齿距离发生变化引起电容测量的误差。基于微结构效应分析，环境温度变化时梳齿结构发生结构变形，根据平板电容误差方程获取致使微结构变形的温度相关量ΔT、ΔT2，并基于此构建MEMS陀螺仪温漂误差精密模型。3.根据权利要求2所述的一种基于微结构热效应分析的MEMS器件温漂误差精密建模方法，其特征是：由于硅基材料具有温度依赖性，在环境温度变化的前提下，其结构尺寸会产生一定程度的延展或者收缩。根据热膨胀公式，传感电路梳齿结构的形变尺寸即可精准获取，并由此可得到梳齿结构的三维形变，具体包括梳齿的厚度、动极板和定极板的重叠长度、动极板和定极板的重叠宽度、动极板和定极板的梳齿距离。4.根据权利要求2所述的一种基于微结构热效应分析的MEMS器件温漂误差精密建模方法，其特征是：根据平板电容器计算方法，当环境温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐兵，房磊，石帅帅，陈嘉宇，李鹏，徐陆通，田帅帅，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。