建立引信系統(tǒng)環(huán)境識(shí)別(如多向加速度)與參數(shù)估計(jì)的多維信息處理理論產(chǎn)生新的引信原理是當(dāng)前重要的研究方向,。如對(duì)硬目標(biāo)的侵徹或貫穿裝甲所使用的巡航導(dǎo)彈、激光制導(dǎo)炸彈等,,都存在多向加速度的探測(cè)問(wèn)題,。因此大量程的能測(cè)量105 g微加速度計(jì)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。目前微陣列式加速度計(jì)發(fā)展非常
迅速,,它對(duì)提高武器作戰(zhàn)水平,,改進(jìn)武器性能起著十分重要作用。另外汽車上的安全氣囊,,在微機(jī)器人中,,執(zhí)行器動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)速度、加速度和力的大小的檢測(cè)都需要微陣列式加速度傳感器,。因此微陣列式加速度傳感器的應(yīng)用范圍廣,,前景十分看好。
隨著集成電路平面加工工藝技術(shù)日趨成熟,,微加工中的三維加工工藝不斷地發(fā)展,,使微傳感器、微馬達(dá),、微泵等制造已成為現(xiàn)實(shí),。文獻(xiàn)[1]曾提出了傳感陣列的布陣設(shè)計(jì)問(wèn)題,但未展開(kāi)研究,。本文在文獻(xiàn)[2~4]的研究基礎(chǔ)上系統(tǒng),、綜合地研究了微陣列式加速度傳感器,根據(jù)理論研究和實(shí)驗(yàn)分析,,應(yīng)按加速度值的大小進(jìn)行微陣列式加速度傳感器的研制,。
微陣列加速度傳感器的設(shè)計(jì)理論
加速度的影響因素與加速度之間呈現(xiàn)某種關(guān)系,應(yīng)用多元回歸理論研究加速度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,,當(dāng)其關(guān)系是線性時(shí),應(yīng)用線性回歸理論研究,,建立數(shù)學(xué)模型及其評(píng)估方法,,而為非線性時(shí),應(yīng)用非線性回歸理論
研究,,建立數(shù)學(xué)模型及其評(píng)估方法,。
1.1 線性回歸分析
設(shè)加速度Y與其影響因素X1, X2,…, XP存在線性關(guān)系,,則其數(shù)學(xué)模型為
據(jù)此,可應(yīng)用逐步線性回歸的方法,,將因子一個(gè)個(gè)地引入,,引入的條件是該因子的偏回歸平方和經(jīng)檢驗(yàn)是顯著的,同時(shí),,每引入一個(gè)因子,,要對(duì)老因子逐個(gè)檢驗(yàn),將偏回歸平方和變?yōu)椴伙@著的因子剔除,。
逐步線性回歸算法流程如下:
1) 設(shè)定函數(shù)FunInitial( )是輸入的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立結(jié)構(gòu)矩陣X,、觀察值矩陣Y、自相關(guān)系數(shù)矩陣R,、常數(shù)矩陣B,、增廣矩陣R(0),并且設(shè)置相應(yīng)的初始化值,,函數(shù)FunAssesGet( )引入因子時(shí),,計(jì)算偏回歸平方和及檢驗(yàn)的函數(shù);2) 函數(shù)FunAssesPel( )引入一個(gè)因子后,,做剔除舊因子的檢驗(yàn)函數(shù),;3) 數(shù)組均用首元素表示當(dāng)前已被使用的數(shù)組數(shù)目;4) 數(shù)組Already Trans Row [n]記錄已經(jīng)被檢驗(yàn)過(guò),,放入回歸方程中的因子下標(biāo),;5) 整數(shù)
變量L用來(lái)計(jì)數(shù),對(duì)n-1次可能的引入因子的處理加以限制,;6) 整數(shù)變量T, rausRow表示當(dāng)前要進(jìn)行R矩陣變換的行,,當(dāng)其值為−1,表示沒(méi)有轉(zhuǎn)化的行,,程序最終輸出有效的回歸方程,。
1.2 非線性回歸分析
當(dāng)測(cè)試加速度與影響因素呈非線性關(guān)系,則需建立非線性模型,,并應(yīng)用阻尼最小二乘法解決,。
1) 非線性回歸數(shù)學(xué)模型及分析方法
假設(shè)函數(shù)
同時(shí)對(duì)阻尼因子的調(diào)整作了研究,使阻尼的確定和計(jì)算速度滿足實(shí)際應(yīng)用的要求,。