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《国防科学技术大学》 2003年
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硅微加速度计的特性及应用研究

高强业  
【摘要】:集成电路及MEMS技术的高速发展,极大地促进了硅微惯性传感器的开发与应用。目前在各个领域,硅微惯性传感器正呈现商业化、产业化的应用前景。硅微惯性传感器的主要优点是:微型化、集成化、低成本、低功耗、可靠性高等。但是,目前国内外研制出来的硅微惯性传感器大都精度较低,这在很大程度上限制了硅微惯性传感器的应用。同时,在许多实际应用中,希望通过对加速度的测量来估计速度及位移。鉴此,本论文以美国ADI公司研制的双轴硅微加速度测量器件ADXL202作为主要研究对象,通过它测量运动物体的线加速度,进而运用一定的算法(主要是卡尔曼滤波)滤除噪声并估计出运动物体的速度和位移。其主要内容有: 1.对ADXL202的工作原理、一般特性进行详细地论述,对ADXL202的应用电路设计及校准进行探讨,并详细地阐述了本课题的实验系统,对ADXL202的静态特性和动态特性进行分析和研究; 2.介绍一种建立加速度计状态空间模型的方法,并在此基础上,重点阐述标准卡尔曼滤波算法和Sage Husa自适应卡尔曼滤波算法及其应用,这是本论文重点论述的内容; 3.巴特沃思(Butterworth)数字滤波器的设计和应用,以及滤波后加速度信号的积分运算,以估计出运动平台的速度及位移。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH824

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵军荣;水银微电容式加速度计的特性及测试研究[D];中北大学;2011年
2 李永杰;新型栅结构双向MEMS惯性传感器研究[D];杭州电子科技大学;2010年
3 韩立锋;压电薄膜微机电加速度传感器的力学分析[D];暨南大学;2006年
4 王录涛;基于MEMS与可编程ASIC技术的智能引信系统设计[D];电子科技大学;2007年
5 周军;高温超导磁悬浮车运行速度检测仪的研制[D];西南交通大学;2007年
6 李彬;旋转状态下加速度计横向输出特性研究[D];中北大学;2007年
7 李静;基于动态传感技术的车辆制动性能检测技术的研究与应用[D];山东理工大学;2007年
8 刘佳钰;加速度计横向输出特性研究及其对惯性组合的影响[D];中北大学;2008年
9 丁金玲;差分式双轴加速度传感器的系统仿真及分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 张娅;中低速高温超导磁悬浮车运行参数测试系统的设计与实现[D];西南交通大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 房建成,万德钧,周百令;GPS动态定位中自适应卡尔曼滤波模型的建立及其算法研究[J];船舶工程;1997年02期
2 纽瑞萍,蔡伯根;一种加速度计误差修正方法的研究[J];传感器技术;2002年04期
3 张金槐;关于自适应滤波技术的一些思考[J];国防科技大学学报;1994年03期
4 屈翠香,李刚;具有数字信号输出的双轴加速度传感器ADXL202[J];国外电子元器件;1999年08期
5 王大堃;传感器动态特性研究[J];贵州大学学报(自然科学版);2000年01期
6 张典荣;ADXL05型加速度计在倾角测量中的应用[J];石油仪器;2000年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
2 李淮江,楮家如,李淮海,徐善红;汽车轮胎压力传感器及电路[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年02期
3 冯晶;;精密应变式力传感器的设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年04期
4 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
5 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
6 孙静静;;频移随机共振在信号检测中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期
7 王建平;;精密导轨磨床运动误差计算机测试控制系统[J];安徽工学院学报;1992年02期
8 段文亮 ,刘涤尘;发电厂暂态电磁环境的小波分析法[J];安全与电磁兼容;2005年04期
9 马合保,刘永革;广义线性系统状态反馈H_∞控制器设计[J];安阳师专学报;1999年04期
10 严俊;陈向东;李辉;苏凤;罗雪松;;新型MEMS气体传感器及其理论模型[J];半导体技术;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王成磊;郭治富;董彦良;赵克定;;基于定量反馈理论的双液压马达等同式同步控制器的设计研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 李春进;李明峰;常小林;;基于卡尔曼滤波的公路施工控制点稳定性分析[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 余瑶;钟宜生;;多工作点加速度计组合件高精度鲁棒温度控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 杨晓霞;黄一;;外场标定条件下捷联惯导系统误差状态可观测性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 张亚崇;;容错导航技术及其在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 牟玉涛;方海涛;;捷联惯导系统车载环境下的初始对准方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 慕莉;刘玉田;石嘉川;;用于轧钢车间动态补偿控制的无功功率超短期预测[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 王圣洁;康凤举;韩翃;;AUV组合导航半实物仿真系统关键技术研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
10 郭建军;谢攀;刘娟;崔海英;;基于联邦滤波的远程AUV组合导航方法研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
3 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 郝华东;卡尔曼滤波在InSAR相位解缠中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
6 孙磊;集成多路单体液压支柱密封质量监测仪的设计[D];山东科技大学;2010年
7 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
8 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
9 李保强;基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究[D];郑州大学;2010年
10 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅德生,苏伟,彭勃;电容式微机械加速度计部分力学特性的分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
2 何洪涛,徐永青,杨拥军,吕苗,郑锋,吝海峰;梳齿差分电容式体硅微加速度计(英文)[J];微纳电子技术;2002年11期
3 黄树森,郭南翔,黄晖,宋朝辉,李欣昕,王跃林;一种微机械压阻式加速度传感器及其设计优化[J];微纳电子技术;2003年Z1期
4 杨拥军,吝海锋,师谦,徐爱东;微机械热对流加速度传感器可靠性研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
5 许宝建,金庆辉,赵建龙;基于MEMS微针技术的研究现状与展望[J];微纳电子技术;2005年04期
6 董林玺,车录锋,王跃林;梳齿的不平行对电容式微机械传感器可靠工作范围的影响[J];半导体学报;2005年02期
7 董林玺;颜海霞;钱忺;孙玲玲;;一种新型的基于滑膜阻尼的电容式双向MEMS惯性传感器(英文)[J];半导体学报;2008年02期
8 涂有强;陈香;张旭;赵章琰;杨基海;;一种适用于手势动作sEMG信号识别的改进型模糊推理分类器[J];北京生物医学工程;2008年04期
9 刘松;姜连志;李旭辉;;红外反射式传感器在天车防撞设备中的应用[J];辽宁科技学院学报;2006年04期
10 宋光明,葛运建;智能传感器网络研究与发展[J];传感技术学报;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 董林玺;微机械电容式传感器及其相关特性研究[D];浙江大学;2004年
2 王春立;面向大词汇量的连续中国手语识别系统的研究与实现[D];大连理工大学;2003年
3 陈永;基于滑膜阻尼效应的音叉式微机械陀螺研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
4 付永刚;桌面环境下的三维用户界面和三维交互技术研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐英雷;基于单片机的机车试验设备数据采集器的研究[D];西南交通大学;2002年
2 郝颖;微机械加速度计的测试与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
3 周文武;电磁型磁悬浮列车定位技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 寇剑菊;叉指式微加速度计的系统仿真分析[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
5 高渊文;车载式制动性能测试方法和软件开发的研究[D];重庆大学;2003年
6 侯占民;微型三轴振动传感器的设计[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 吴月余;便携式汽车制动系综合测试系统的研究[D];重庆大学;2003年
8 李东红;侵彻加速度存储测试系统的研究及其信号处理与分析[D];华北工学院;2004年
9 殷涛;基于几何矩的手势识别算法[D];上海海事大学;2004年
10 张金柱;汽车制动试验台关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杜青云;雷正保;魏书彬;王志起;;基于汽车安全状况的CST控制方法[J];交通科学与工程;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨杰;无陀螺捷联惯导系统加速度计构型研究与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 李国政;单畴GdBCO超导块材的研制及应用探索[D];陕西师范大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高雅彪;石英挠性加速度计模拟伺服回路设计[D];天津大学;2012年
2 陈志保;基于AMI602动作传感器的手势识别研究[D];燕山大学;2012年
3 尚媛媛;智能家居产品交互界面设计中自然行为因素研究[D];湖南大学;2011年
4 杜辉;无载测功中的测试算法及其应用研究[D];山东理工大学;2008年
5 王炜;机动车性能检测ZigBee数据采集系统的研究与实现[D];山东理工大学;2008年
6 黄旭;一种基于单片机和DirectX的汽车模拟驾驶系统的研究与实现[D];山东理工大学;2008年
7 吴雷;引信安全逻辑控制电路设计和算法研究[D];南京理工大学;2008年
8 蒋玉燕;静电驱动压电检测微机械陀螺仪的力学分析[D];暨南大学;2008年
9 刁方印;静电驱动电容检测微机械陀螺式加速度器的力学分析[D];暨南大学;2009年
10 张栩;基于三轴加速度计的按键输入技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 房建成,万德钧;GPS组合导航系统在车辆导航中的应用[J];东南大学学报;1996年03期
2 徐德炳;ADXL50和ADXL05型加速度计的原理及应用——一种单片集成带有信号调理电路的加速度传感器[J];电子技术应用;1997年05期
3 张金槐;自适应衰减记忆滤波中时变衰减因子的最佳选择[J];飞行器测控技术;1994年01期
4 张金槐;关于自适应滤波技术的一些思考[J];国防科技大学学报;1994年03期
5 李继文;加速度传感器集成电路ADXL05及其应用[J];国外电子元器件;1996年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 单光宝,阮晓明,姚军,耿增建;悬臂梁式硅微加速度计的研制[J];电子元件与材料;2005年05期
2 夏敦柱,苏岩,周百令;硅微加速度计测控线路设计及参数调整方法研究[J];仪表技术与传感器;2004年09期
3 黄若霖;王宽;詹开翅;;基于自适应免疫粒子群优化算法的配电网状态估计[J];电力系统保护与控制;2009年11期
4 郑健;王承民;张强;刘志强;;自适应抗差理论在配网状态估计中的应用[J];继电器;2006年10期
5 陈晓青,蒋静坪;基于神经元状态的伺服系统自适应广义极点配置控制[J];电工技术学报;1997年03期
6 谢少荣,罗均,赵新,卢桂章;虚拟现实技术在硅微加速度计设计中的应用[J];吉首大学学报(自然科学版);2002年02期
7 张精华,田雷,迟晓珠,王伟,侯占民,吴亚林;压阻式硅微加速度计的研制[J];传感器技术;2003年12期
8 甄新艳;;道路信息在地面目标跟踪中的应用(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2007年06期
9 叶周,卢建刚,顾全,卜丽莉;广东省网EMS中状态估计可观测分析方法[J];电力系统自动化;2001年01期
10 刘明,周双喜,邓佑满,何光宇,陈雪青;配电系统状态估计区域解耦算法[J];电力系统自动化;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邢朝洋;王巍;徐宇新;邱飞燕;徐杰;;宇航用硅微加速度计工程化研究[A];2010年惯性技术 发展动态 发展方向研讨会文集[C];2010年
2 孙淑珍;洪连进;赵亚杰;;用ANSYS研究电容式硅微加速度计的静态灵敏度[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
3 戴世荣;吕伯儒;陈效真;;面向21世纪的硅微敏感器件技术[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
4 何胜;赵采凡;王巍;朱红生;;“三明治式”硅微加速度计工程化研究[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
5 魏荣;王行愚;;一类非线性系统的小波网络自适应观测器[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
6 范正翥;陈平;;硅微惯性器件研制的现况和一些问题的探讨[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
7 鲍海飞;陆德仁;;高量程微加速度计的冲击标定[A];第一届长三角地区传感技术学术交流会论文集[C];2004年
8 崔金强;姜澄宇;苑伟政;常洪龙;蒋庆华;;一种新型挠性轴内置式扭摆微加速度计的设计[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
9 唐旭东;庞永杰;李晔;张赫;;水下机器人改进免疫控制方法[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
10 郑康;;时变OFDM系统中参数化时域信道估计的改进[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 ;三大步迈向NGeN[N];中国计算机报;2005年
3 程雁;自适应对千兆有益吗[N];中国计算机报;2004年
4 吴中秋 王鑫;重视“自适应协同”训练[N];解放军报;2005年
5 李怀斌;不确定性市场环境与自适应型企业范式[N];经济日报;2003年
6 李强;排除自适应网卡引起的故障[N];中国电脑教育报;2004年
7 ;长城推出自适应以太网交换机[N];通信产业报;2000年
8 ;思科推出多合一系统级安全工具[N];人民邮电;2005年
9 邬中建;南瑞集团新项目通过国家电网公司验收[N];国家电网报;2007年
10 ;给无线增添自适应[N];网络世界;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李虹;基于WAMS的电力系统状态估计若干问题研究[D];华北电力大学(北京);2010年
2 柯晶;强跟踪状态估计与群集辨识[D];浙江大学;2003年
3 赵红嘎;电力系统状态估计中相量量测应用及直流模型处理问题[D];山东大学;2005年
4 陈芳;电网状态估计及其扩展的理论研究[D];山东大学;2010年
5 祝雪妹;热集成精馏系统建模、优化与控制的若干问题研究[D];浙江大学;2005年
6 邓国红;基于压电陶瓷的轿车顶棚振动主动控制技术研究[D];重庆大学;2010年
7 王宝凤;网络化控制系统中状态估计问题的研究[D];大连海事大学;2010年
8 曹刚;基于神经网络的厌氧反应器模拟预测及其运行状态估计[D];浙江大学;2003年
9 梁军;粒子滤波算法及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 王宾;配电系统电压跌落问题的研究[D];山东大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高强业;硅微加速度计的特性及应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
2 谢春利;给水系统的测点配置与状态估计[D];四川大学;2001年
3 郝颖;微机械加速度计的测试与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 闫莉萍;多尺度数据融合状态估计算法研究[D];河南大学;2003年
5 赵海艳;有约束线性滚动时域估计及其应用[D];吉林大学;2004年
6 杨靖萍;状态估计中带约束加权最小乘法的研究[D];太原理工大学;2002年
7 王娟娟;考虑杠杆量测量的电力系统状态估计研究[D];太原理工大学;2003年
8 王勇;基于相角测量技术的状态估计研究[D];河海大学;2003年
9 任淑云;基于粒子滤波算法的交通状态估计研究[D];北京交通大学;2010年
10 王骞;面向对象的电力系统状态估计的理论与软件的研究与开发[D];华北电力大学;2001年
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