[发明专利]一种基于旋转机构的加速度计误差标定与补偿方法

摘要

一种基于旋转机构的加速度计误差标定与补偿方法，是指将加速度计按照一定的要求安装于旋转机构上，通过旋转机构的旋转得到加速度计的动态连续输出与旋转机构旋转角之间的关系，并利用最小二乘法估计得到加速度计的零偏、比例系数、比例系数的非线性误差系数、交叉耦合误差系数等。本发明利用旋转机构估计出加速度计的所有误差系数，具有准确、高效、易操作、高通用性等特点。通过本方法估计出误差系数并进行相应的误差补偿后，加速度计的输出精度可大大提高。该方法同样适用于陀螺仪的标定，可大幅提高陀螺的测速精度。

主权项

一种基于旋转机构的加速度计误差标定与补偿方法，其特征在于步骤如下：第一步，制作旋转机构，所述的旋转机构由力矩电机(5)、光栅(3)、旋转轴(4)、加速度计信号采集系统(8)、光栅测角信号采样系统(9)、加速度计安装平台(6)和电机控制系统(7)组成；力矩电机(5)的转子与旋转轴(4)固连；光栅(3)安装于旋转轴(4)，并随旋转轴(4)的旋转而旋转；加速度计安装于加速度计安装平台(6)上，加速度计安装平台(6)位于旋转轴(4)顶部且与旋转轴(4)固连，并随旋转轴(4)的旋转而旋转；电机控制系统(7)控制力矩电机(5)旋转，加速度计信号采集系统(8)用于实时采样加速度计的输出值，光栅转角信号采样系统(9)用于实时采集光栅(3)的转角输出信息；第二步，建立加速度计的通用输出模型，其中输出误差包括零偏、比例系数误差、比例系数非线性误差和交叉耦合误差；第三步，将两个加速度计按照要求安装于旋转机构的加速度计安装平台(6)上，其安装要求为：两加速度计敏感轴和旋转机构的旋转轴两两互相垂直，且旋转轴与水平面保持平行；第四步，根据第三步所述的加速度计的安装方式，得到加速度计输入与旋转角之间的关系式，并将该关系式代入加速度计的通用输出模型，可得到加速度计相对于旋转角的输出模型；第五步，电机控制系统(7)控制力矩电机(5)旋转，加速度计信号采集系统(8)实时采集两个加速度计的输出信息，光栅转角信号采集系统(9)实时采集光栅(3)的转角输出信息；第六步，根据第四步得到的加速度计相对于旋转角的输出模型，将第五步实时采样的光栅(3)的转角输出信息作为参数估计模型的输入，两个加速度计的采样值作为参数估计模型的输出，利用最小二乘法可估计得到加速度计输出模型中的部分误差项系数；第七步，将两个加速度计绕各自的敏感轴在第三步所述的安装平面内旋转90°，重复步骤第五步和第六步，即可得到加速度计输出模型中剩余误差项系数；第八步，根据第六步及第七步估计得到的加速度计输出模型的误差项系数，对加速度计进行误差补偿，并检验模型的补偿精度。