本发明专利技术涉及一种惯性测量组件温度补偿方法，属于惯性导航领域。本发明专利技术提供的一种惯性测量组件温度补偿方法，可在导航计算机中运行，利用多项式建模对惯性测量组件全温区范围内的零偏及标度因数进行拟合，极大程度地拟合了惯性测量组件的温度特性；利用最小二乘得到温度补偿模型的标度和零偏的补偿系数，对惯性组件全温补偿。本发明专利技术提出的温度补偿方法通过温箱转台或平台温箱，降低了标定时间，并减少了人力及设备能耗等资源费用，标定过程对称翻转位置摆放去除了零偏与标度的耦合关系，使其分离在惯组温度标定补偿时互不影响；在数据录取的过程中，采取自动录取的方式，过程简单，具有较高的工程应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惯性导航领域，具体涉及一种惯性测量组件温度补偿方法。
技术介绍
1、捷联惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)是惯导系统的核心组件，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。其惯性测量单元(imu)主要由3个光纤陀螺和3个加速度计组成，敏感载体相对惯性空间的角速度，及相对惯性空间的线性运动信息，为载体导航提供必要支持。
2、作为惯性测量单元核心测量部件的陀螺仪和加速度计具有温度特性，温度变化对输出结果会产生较大影响。在常温下标定的参数如果应用在高温或者低温环境下进行导航，会严重降低导航精度。因此在一定的测试条件下，对惯性测量单元进行全工作温度范围的温度补偿，是很有必要的。对惯性组件进行全温温补，主要方法通过温箱升降温来标定惯性组件，如果用平台温箱只能进行零偏温度系数的标定辨识，要对标度进行温度辨识，需要带温箱的两轴以上转台，但是该设备价格昂贵，不是一般公司能够购买的。随着测试技术、计算机技术的不断发展以及对惯性测量产品成本的要求越来越高，采用合理有效快速的补偿标定方法成为产品生产过程的重要一环。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种惯性测量组件温度补偿方法，通过拟合惯性测量组件的输出和温度的函数关系，得到多项式温度补偿模型的标度和零偏的温度补偿系数，并通过平台温箱和六面体工装，从而解决了传统平台温箱只能对零偏温度进行温度辨识的问题，实现对惯性测量组件的全温标度和零偏温度补偿。
>2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：3、一种惯性测量组件温度补偿方法，包括以下步骤：
4、s1、在-40℃～+65℃的温度范围内，从-40℃开始，以1℃/min的温度变化率，每间隔1s，录取该温度点下惯性测量组件输出数据和惯性测量组件温度数据；
5、s2、根据所述得到的惯性测量组件输出数据及温度数据，确定惯性测量组件的输出与温度的函数关系，建立标度温度补偿模型和零偏温度补偿模型；
6、s3、根据所述得到的惯性测量组件输出数据及温度数据，通过最小二乘法对标度温度补偿模型和零偏温度补偿模型进行拟合，获取各温度补偿模型拟合系数；
7、s4、设定基准温度点，分别带入标度温度补偿多项式和零偏温度补偿多项式分别得到经温度补偿后的基准温度点的拟合输出；
8、s5、根据标度拟合系数和标度基准温度点的拟合输出相除，得到标度温度补偿系数，根据零偏拟合系数中与温度无关项与零偏基准温度点的拟合输出做差，得到零偏温度补偿系数；
9、s6、根据所述标度温度补偿系数和零偏温度补偿系数，对惯性测量组件进行温度补偿，并得到补偿零偏和标度后的补偿结果。
10、优选的，所述s1包括：
11、s101、将惯性测量组件安装在六面体工装上，并将所述惯性测量组件与六面体工装放置在平台温箱上；惯性测量组件通电检测，检测通过后将惯性测量组件关机，并设置温箱快速降温至-40℃，并保温2h；
12、s102、惯性测量组件加电开机，每间隔1s调试上位机录取惯性测量组件输出数据和惯性测量组件温度数据；
13、s103、每间隔2min翻转一次惯性测量组件，且确保惯性测量组件每个轴都朝天、朝地对称位置放置，重复步骤s102；
14、s104、重复步骤s103，直至升温至65℃，得到该温度点下惯性测量组件的输出数据和温度数据。
15、优选的，步骤s2中，标度温度补偿模型：yk＝a0+a1t+a2t2；零偏温度补偿模型：ybias＝b0+b1t+b2t2；
16、式中，yk表示惯性测量组件的标度因数，ybias表示惯性测量组件的零偏，a0、a1、a2表示标度的温度补偿系数，b0、b1、b2表示零偏的温度补偿系数，t表示惯性测量组件温度。
17、优选的，步骤s3中，根据获取拟合系数，其中，根据最小二乘法可知，vtv＝最小时，得到温度补偿模型的拟合系数，即
18、式中，表示残差向量，表示理论输出值，t表示惯性测量组件温度，表示温度补偿模型拟合系数，表示实测输出值，t1至tn分别表示温度范围内的每个温度，a0至am分别表示不同温度下的温度补偿模型的补偿系数值，y1至yn分别表示不同温度下的惯性测量组件输出。
19、优选的，步骤s5中，通过如下公式得到标度温度补偿系数和零偏温度补偿系数：
20、coefk＝coefk/predictionk0；
21、coefbias＝coefbias-predictionbias0；
22、式中，coefk表示标度温度补偿系数，coefbias表示零偏温度补偿系数，predictionk0表示标度基准温度点的拟合值，predictionbias0表示零偏基准温度点的拟合值。
23、优选的，步骤s6中，通过如下公式得到补偿零偏和标度后的标定数据补偿结果：
24、n＝1/coefk*(measurement-coefbias)；
25、式中，n表示补偿零偏和标度后的标定数据补偿结果，coefk表示标度温度补偿系数，measurement表示测量值，coefbias表示零偏温度补偿系数。
26、与现有技术相比，本专利技术技术原理具有如下有益效果：
27、本专利技术提供的一种惯性测量组件温度补偿方法，可在导航计算机中运行，利用多项式建模对惯性测量组件全温区范围内的零偏及标度因数进行拟合，极大程度地拟合了惯性测量组件的温度特性；利用最小二乘得到温度补偿模型的标度和零偏的补偿系数，对惯性组件全温补偿。本专利技术提出的温度补偿方法通过imu的三个输入轴与六面体底面保持相同夹角的方式，降低了标定时间，并减少了人力及设备能耗等资源费用，标定过程对称翻转位置摆放，去除了零偏与标度的耦合关系，使其分离在惯组温度标定补偿时互不影响；在数据录取的过程中，利用上位机进行自动录取，过程简单，具有较高的工程应用价值。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，所述S1包括：
3.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，步骤S2中，标度温度补偿模型：yk＝a0+a1T+a2T2；零偏温度补偿模型：ybias＝b0+b1T+b2T2；
4.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，步骤S3中，根据y＝TA，获取拟合系数，其中，根据最小二乘法可知，VTV＝最小时，得到温度补偿模型的拟合系数，即
5.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，步骤S5中，通过如下公式得到标度温度补偿系数和零偏温度补偿系数：
6.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，步骤S6中，通过如下公式得到补偿零偏和标度后的标定数据补偿结果：
【技术特征摘要】
1.一种惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，所述s1包括：
3.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其特征在于，步骤s2中，标度温度补偿模型：yk＝a0+a1t+a2t2；零偏温度补偿模型：ybias＝b0+b1t+b2t2；
4.如权利要求1所述的惯性测量组件温度补偿方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王福亮，贾彩花，
申请(专利权)人：重庆华渝电气集团有限公司，
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。