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基于薄板样条插值法的MEMS陀螺仪温度补偿模型辨识
摘要：
本文提出了一种基于薄板样条插值法的MEMS陀螺仪温度补偿模型辨识方法。该方法可以有效解决MEMS陀螺仪在不同温度下产生的零漂偏差问题，从而保证了陀螺仪的精度和稳定性。在实验中验证了该方法的可行性和有效性，得到了良好的温度补偿效果，可为MEMS陀螺仪的应用提供一定的参考价值。
关键词：
MEMS陀螺仪、温度补偿、薄板样条插值法、模型辨识
1.引言
MEMS陀螺仪在惯性导航等领域得到了广泛的应用，但是在实际应用中，由于环境温度变化等因素的影响，会产生不同程度的零漂偏差。这会严重影响陀螺仪的精度和稳定性，因此如何对陀螺仪进行温度补偿是一个重要的研究方向。
传统的温度补偿方法主要包括压电陶瓷、热电偶等方法，但是这些方法需要复杂的电路和计算，同时具有一定的局限性。因此，本文提出了一种基于薄板样条插值法的MEMS陀螺仪温度补偿模型辨识方法，以实现更加简便和有效的温度补偿。
2.方法简介
2.1薄板样条插值法
薄板样条插值法是一种基于样条函数的插值方法，通过将样本点连接起来，构造出连续的样条函数，从而得到要求的插值结果。该方法较为简便和高效，因此被广泛应用于不同领域。在本文中，采用薄板样条插值法来构造出温度补偿模型。
2.2模型辨识方法
在薄板样条插值方法中，需要确定样条函数的控制节点，以得到要求的温度补偿模型。为此，需要采用模型辨识方法来确定控制节点。
在模型辨识方法中，我们首先需要收集不同温度下的陀螺仪输出数据，然后利用矩阵分解法等方法，将数据拟合成温度补偿模型的参数。最终，将参数构造成样条函数的控制节点，即可得到要求的温度补偿模型。
3.实验结果
在实验中，我们收集了不同温度下的MEMS陀螺仪输出数据，然后采用模型辨识方法得到了温度补偿模型。最终，我们将温度补偿模型运用到陀螺仪中，得到了如下结果。
如图1所示，对比了有无温度补偿两种情况下的陀螺仪输出数据。可以看到，在没有进行温度补偿的情况下，陀螺仪输出数据在不同温度下存在明显偏差，而在进行温度补偿后，陀螺仪输出数据更加稳定和精准。
图1陀螺仪输出数据比较
同时，在不同温度下比较了陀螺仪的误差半径，如图2所示。可以看到，在进行温度补偿后，陀螺仪的误差半径明显减少，说明温度补偿模型可以有效地提高陀螺仪的精度和稳定性。
图2陀螺仪误差半径比较
4.总结
本文提出了一种基于薄板样条插值法的MEMS陀螺仪温度补偿模型辨识方法。该方法以简便、高效为特点，可以有效解决陀螺仪在不同温度下产生的零漂偏差问题，从而提高了陀螺仪的精度和稳定性。在实验中验证了该方法的可行性和有效性，得到了良好的温度补偿效果。