一种基于椭球约束的加速度计粒子群优化静态修正方法-计量学报.PDF

第３５卷　第３期 计　　　 量　　　学　　　报 　 Ｖｏｌ．３５，№３ ２０１４年　５月 ＡＣＴＡ　ＭＥＴＲＯＬＯＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ 　 Ｍａｙ，２０１４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１１５８．２０１４．０３．０８ 一种基于椭球约束的加速度计 粒子群优化静态修正方法 １ １ ２ ３ １ 金　梅 ，　张康宁 ，　金　菊 ，　于国辉 ，　李文超 （１．燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室，河北 秦皇岛０６６００４； ２．河北工业大学土木工程学院，天津３００４０１；　３．秦皇岛视听机械研究所，河北 秦皇岛０６６０００） 摘要：研究了微机电系统加速度计基于椭球约束的静态修正法。根据微机电系统加速度计输出数学模型，采 用标准粒子群优化算法估计微机电系统加速度计的输出数学模型中的刻度因数、零偏及正交误差。实验结果表 明，该方法有效剔除了采样过程中的随机误差，粒子群优化方法的引入，使得微机电系统加速度计输出能够准确地 反映其真实值。 关键词：计量学；微机电系统；加速度计；惯性运动跟踪；椭球约束；静态修正；粒子群优化算法 中图分类号：ＴＢ９３４　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１０００１１５８（２０１４）０３０２３００６ ＡＰａｒｔｉｃｌｅＳｗａｒｍＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＳｔａｔｉｃＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆ ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍＡｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ ＢａｓｅｄｏｎＥｌｌｉｐｓｏｉｄａｌＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ １ １ ２ ３ １ ＪＩＮＭｅｉ，　ＺＨＡＮＧＫａｎｇｎｉｎｇ，　ＪＩＮＪｕ，　ＹＵＧｕｏｈｕｉ，　ＬＩＷｅｎｃｈａｏ （１．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＫｅｙＬａｂｏｆＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ， Ｈｅｂｅｉ０６６００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４０１，Ｃｈｉｎａ； ３．ＡｕｄｉｏＶｉｓｕａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ，Ｈｅｂｅｉ０６６０００，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔａｔｉｃｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ ｂａｓｅｄｏｎｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｌｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｕｔｐｕｔｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ ，ｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｔａｋｅｎｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｓ，ｂｉａｓ，ａｎｄ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｉｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅ ｒａｎｄｏｍｅｒｒｏｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａ