(57)【要約】【課題】振動整流誤差を補償する。【解決手段】マウント１０に実装されたＭＥＭＳジャイロスコープ１５は、コリオリ力を定義する回転軸ａの回りの回転加速度を検知するが、慣性軸ｚに並行な振動ベクトルｖに沿った振動によって、出力信号に振動整流誤差が生ずる。振動清流誤差の影響を受けにくい加速度計１８は、主軸ｖ’に沿った加速度を検知する。プロセッサ２１は、加速度計１８からの信号を受け取り、該信号に基づいて、メモリ２４から振動信号を読み出し、出力段２７への調整命令を生成し、調整命令にしたがってバイアスを除去する。これにより、ジャイロスコープの振動整流誤差を補償する。【選択図】図１
2008122380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作面に対して垂直な回転軸を中心とする回転を示すＭＥＭＳジャイロスコープであって、マウントに取り付けられたＭＥＭＳジャイロスコープの出力信号内に存在する振動整流誤差を補償する装置において、
前記回転軸に沿った前記マウントの加速度を示す振動信号を発生するために、前記マウント上に配置された少なくとも１つの加速度計と、
前記信号に基づいて補償信号を発生するプロセッサと、
前記補償信号に応じて前記ジャイロスコープの出力信号を増幅する出力段と、
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記プロセッサは、前記振動信号に応じて、プロセッサが読み取り可能なメモリから補償データを読み出すように構成されており、
前記補償信号は、更に、前記補償データに基づいている
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記少なくとも１つの加速度計は、３つの直交する加速度計のアセンブリを含み、該アセンブリは、
第１加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第１加速度計からの第１加速度計出力信号と、
第２加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第２加速度計からの第２加速度計出力信号であって、前記第２加速度計が、前記第２加速度計軸が前記第１加速度計軸に対して直交するように配置されている、第２加速度計出力信号と、
第３加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第３加速度計からの第３加速度計出力信号であって、前記第３加速度計が、前記第３加速度計軸が前記第１加速度計軸及び前記第２加速度計軸に対して直交するように配置されている、第２加速度計出力信号と、
を出力し、
前記プロセッサは、前記第１加速度計信号、前記第２加速度計信号、及び前記第３加速度計信号に基づいて、前記振動信号を導出するよう構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号は、
第１回転軸を中心とする回転を示す第１ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号と、
第２回転軸を中心とする回転を示す第２ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号であって、前記第２ＭＥＭＳジャイロスコープが、前記第２回転軸が前記第１回転軸に対して直交するように配置されている、第２ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号と、
第３回転軸を中心とする回転を示す第３ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号であって、前記第３ＭＥＭＳジャイロスコープが、前記第３回転軸が前記第１回転軸及び前記第２回転軸に対して直交するように配置されている、第３ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号と、
を含み、
前記プロセッサは、前記第１回転軸に平行な第１振動ベクトルと、前記第２回転軸に平行な第２振動ベクトルと、前記第３回転軸に平行な第３振動ベクトルとを導出するように構成されており、
前記少なくとも１つの加速度計は、３つの直交する加速度計のアセンブリを含み、該アセンブリは、
第１加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第１加速度計からの第１加速度計出力信号と、
第２加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第２加速度計からの第２加速度計出力信号であって、前記第２加速度計が、前記第２加速度計軸が前記第１加速度計軸に対して直交するように配置されている、第２加速度計出力信号と、
第３加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第３加速度計からの第３加速度計出力信号であって、前記第３加速度計が、前記第３加速度計軸が前記第１加速度計軸及び前記第２加速度計軸に対して直交するように配置されている、第３加速度計出力信号と、
を出力し、
前記第１加速度計軸は前記第１回転軸に平行であり、前記第１加速度軸は前記第１回転軸、前記第２回転軸、及び前記第３回転軸から傾斜している
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記マウントは、シリコン・ダイ及びモノリシック・ブロックであることを特徴とする装置。
【請求項６】
プロセッサが読み取り可能なメモリに記憶される補償データの発生方法であって、
ある振動周波数及び振動振幅でマウントを振動させるステップであって、前記マウントは、回転軸を中心とする回転を示すＭＥＭＳジャイロスコープ信号を発生する少なくとも１つのＭＥＭＳジャイロスコープと、前記回転軸に沿った振動を示す加速度信号を発生する少なくとも１つの加速度計とを有する、ステップと、
信号プロセッサにおいて、前記加速度計信号及び前記ジャイロスコープ信号を受け取るステップと、
周波数及び振幅データを含むように、そして前記加速度計信号に基づいて振動信号を導出するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、該方法は更に、
前記振動信号、前記加速度計信号、及び前記ジャイロスコープ信号間の関係に基づいて、補償信号を導出するステップと、
前記補償信号を、前記振動信号にしたがって、プロセッサが読み取り可能なメモリに格納するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、
前記少なくとも１つの加速度計は、
第１加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第１加速度計からの第１加速度計出力信号と、
第２加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第２加速度計からの第２加速度計出力信号であって、前記第２加速度計が、前記第２加速度計軸が前記第１加速度計軸に対して直交するように配置されている、第２加速度計出力信号と、
第３加速度計軸に沿った前記マウントの加速度を示す、第３加速度計からの第３加速度計出力信号であって、前記第３加速度計が、前記第３加速度計軸が前記第１加速度計軸及び前記第２加速度計軸に対して直交するように配置されている、第２加速度計出力信号と、
を出力し、
前記プロセッサは、前記第１加速度計信号、前記第２加速度計信号、及び前記第３加速度計信号に基づいて、前記振動信号を導出するよう構成されている
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、
前記少なくとも１つのＭＥＭＳジャイロスコープは、
第１回転軸を中心とする回転を示す第１ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号と、
第２回転軸を中心とする回転を示す第２ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号であって、前記第２ＭＥＭＳジャイロスコープが、前記第２回転軸が前記第１回転軸に対して直交するように配置されている、第２ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号と、
第３回転軸を中心とする回転を示す第３ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号であって、前記第３ＭＥＭＳジャイロスコープが、前記第３回転軸が前記第１回転軸及び前記第２回転軸に対して直交するように配置されている、第３ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号と、
を出力し、
前記プロセッサは更に、前記第１加速度計出力信号、前記第２加速度計出力信号、及び前記第３加速度計出力信号を解析して、前記第１回転軸に沿った第１振動信号、前記第２回転軸に沿った第２振動信号、及び前記第３回転軸に沿った第３振動信号を求めるように構成されている
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、該方法は更に、
前記第１振動信号、前記第１加速度計信号、及び前記第１ジャイロスコープ信号間の関係に基づいて、第１補償信号を導出するステップと、
前記第２振動信号、前記第２加速度計信号、及び前記第２ジャイロスコープ信号間の関係に基づいて、第２補償信号を導出するステップと、
前記第３振動信号、前記第３加速度計信号、及び前記第３ジャイロスコープ信号間の関係に基づいて、第３補償信号を導出するステップと、
前記第１補償信号を、前記第１振動信号にしたがって、プロセッサが読み取り可能なメモリに格納するステップと、
前記第２補償信号を、前記第２振動信号にしたがって、プロセッサが読み取り可能なメモリに格納するステップと、
前記第３補償信号を、前記第３振動信号にしたがって、プロセッサが読み取り可能なメモリに格納するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度計から派生するジャイロ振動整流誤差の補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の１つに、振動慣性質量構造ジャイロスコープ(vibrating proof mass structure gyroscope)があり、これは全長でマイクロメートル（１メートルの１００万分の１）からミリメートル（１メートルの１０００分の１）までの規模に構成されている。一般に、ＭＥＭＳジャイロスコープを製造する場合、（電子回路を作成するために用いられる）修正シリコン製作技術、成形及びメッキ、ウェット・エッチング（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ）及びドライ・エッチング（ＲＩＥ及びＤＲＩＥ）、放電加工（ＥＤＭ）、並びにその他の技術が用いられる。ＭＥＭＳの製作は、ナビゲーションに用いられる慣性測定ユニット（ＩＭＵ）においてＭＥＭＳジャイロスコープをサポートする付属のドライバ回路の製作と合わせて、容易に行われる。
【０００３】
ＭＥＭＳジャイロスコープでは、振動する慣性質量の移動を用いて加速度を測定する。振動する物体は、その支持体が回転しても、同じ平面で振動し続けようとする。振動する物体の支持体に対する偏位を測定することによって、回転加速度の測定値が得られる。
コリオリ効果は、基準回転枠内における移動物体の見かけ上の偏位によって明白に示される。ＭＥＭＳジャイロスコープは、発振面を回転させると、変換器によって検出される応答が、その運動方程式におけるコリオリの項（「コリオリ力」）から得られるので、コリオリ振動ジャイロとして知られている形式に属する。
【０００４】
ＭＥＭＳジャイロスコープには、振動整流誤差（ＶＲＥ：vibration rectification error）と呼ばれる現象が起こる。動作中のＭＥＭＳジャイロスコープの平面に対して直交する振動のようなゼロ平均の環境ノイズは、ＶＲＥと呼ばれるジャイロ信号出力に、非ゼロ・バイアスを発生する可能性がある。ＶＲＥは、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力を著しく劣化させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＥＭＳ慣性質量を記述する平面に対して垂直な軸の方向の振動は、ＭＥＭＳ慣性質量の過剰な偏位を生ずる可能性がある。過剰な偏位は、真の速度入力(rate input)と混同される可能性があり、振動出現中にバイアス変化の原因となる。このような振動中におけるバイアス変化は、ＩＭＵの性能に悪影響を及ぼし、測地誤差や飛行制御誤差を招く。
当技術分野では、ＶＲＥを補償する装置及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号内にある振動整流誤差を補償する装置を提供する。ＭＥＭＳジャイロスコープは、動作面に垂直な回転軸を有する。本装置は、回転軸に沿った加速度を示す加速度信号を発生するように配置した少なくとも１つの加速度計を含む。プロセッサが、加速度信号に基づいて、補償信号を発生する。出力段が、補償信号にしたがって、ジャイロスコープ出力信号を増幅する。プロセッサは、加速度信号にしたがって、プロセッサ読み取り可能命令から補償データを読み出す。補償信号は、更に、補償データも基にする。
【０００７】
非限定的な一実施形態では、少なくとも１つのＭＥＭＳジャイロスコープを含むＩＭＵに対して、標準的な振動プロファイルにしたがって振動を加える。ＩＭＵ上又は内部には、少なくとも１つの加速度計が実装されている。少なくとも１つのＭＥＭＳジャイロスコープ及び少なくとも１つの加速度計双方の出力を、標準的振動プロファイルにしたがった振動の間、周期的に記録し、振動の周波数及び振幅を予期されるＶＲＥに関係付けるデータベースに入力する。
【０００８】
非限定的な一実施形態では、３つのＭＥＭＳジャイロスコープの各々が基台に実装され、３本の互いに直交する軸から成る第１集合の各軸を中心とする回転を測定するように配置されている。同様に、３つの加速度計は、３本の互いに直交する軸から成る第２集合の各軸に沿った振動を測定するように、基台上に実装されている。３本の互いに直交する軸の第１及び第２集合は、一致する必要はない。これは、３本の互いに直交する軸の第２集合における各軸に沿って測定した振動を、３本の互いに直交する軸の第１集合に沿った成分に平行移動させることは、容易に行えるからである。
【０００９】
３本の互いに直交する軸の第２集合における各軸に沿った回転から、ジャイロ・センサに対して垂直な加速度ベクトルを決定し、リアル・タイムの補償のためにコンピュータ・モデルに対する入力として用いる。較正の際、ジャイロのＶＲＥに対する傾向を示す多項式の係数を決定する。係数は、製造プロセスの間に、プロセッサ読み取り可能係数ファイルに維持され、ＩＭＵの一部として送出されるソフトウェアの一部をなす。動作において、実際の世界環境からジャイロ・データを取り込む。加速度計データを観察し、導出したモデルによって、補償バイアス項として適用し、ＩＭＵの出力における実効的で観察可能な振動整流誤差を著しく減少させる。
【００１０】
加速度計データは、測定した振動を反映し、一般に、ジャイロスコープよりも誤差の影響を遥かに受けにくい。更に別の非限定的な一実施形態では、少なくとも１つの加速度計がＩＭＵの内部に実装され、慣性質量の振動を記述する平面に対して垂直な振動を直接測定するように方位付けられている。加速度計の動作中に収集されたデータは、センサ面に対して垂直な軸においてジャイロスコープが検出する真の加速度を表す。ＩＭＵの動作中、プロセッサが、ＩＭＵ振動の周波数及び振幅の瞬時的測定値にしたがって、測定したＶＲＥ効果を呼び出し(recall)、測定した周波数及び振幅にしたがって生のジャイロスコープ・データを補償し、より高精度のジャイロスコープ・データを得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施形態及び代替実施形態について、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
本装置は、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力信号に現れる振動整流誤差を補償する。ＭＥＭＳジャイロスコープは、動作面に対して垂直な回転軸を有する。本装置は、少なくとも１つの加速度計を含み、回転軸に沿った加速度を示す加速度信号を発生するように配置されている。プロセッサが、加速度信号に基づいて補償信号を発生する。出力段が、補償信号に応じて、ジャイロ出力信号を増幅する。プロセッサは、加速度信号に応じて、プロセッサ読み取り可能メモリから補償データを読み出す。更に、補償信号は、補償データも基にしている。
【００１２】
図１を参照すると、ＭＥＭＳジャイロスコープ１５が、フランジ面ｆに対して検知角度θをなしてマウント１０に実装されており、側面図で示されている。ＭＥＭＳジャイロスコープ１５は、回転軸ａを中心とする回転加速度を検知するように動作する。ＭＥＭＳジャイロスコープ１５は、回転軸ａを有し、ＭＥＭＳジャイロスコープ１５が検知するコリオリ力を定義することを特徴としている。駆動軸ｘは、ＭＥＭＳジャイロスコープ１５内における慣性質量（図示せず）の被駆動移動(driven movement)の主軸を定義する。回転軸ａ及び駆動軸ｘの交点は、動作面を定義する。この面に垂直なのは慣性軸ｚである。ＭＥＭＳジャイロスコープ１５の動作において、慣性軸ｚに並行な振動ベクトルｖに沿った振動によって、ＭＥＭＳジャイロスコープ１５の出力信号に振動整流誤差が生ずる。
【００１３】
非限定的な実施形態では、加速度計１８は主軸ｖ’に沿った加速度を検知する。１つのＭＥＭＳジャイロスコープ１５を１つの加速度計１８と共に用いる非限定的な実施形態では、主軸ｖ’は振動ベクトル、そして同様に慣性軸ｚに対して平行に向けられている。加速度計は、ＭＥＭＳジャイロスコープ１５よりも振動整流誤差の影響を受けにくいように選択されている。
【００１４】
加速度計１８は、主軸ｖ’に沿った加速度を示す信号を発生する。プロセッサ２１は、加速度計１８からの信号を受け取る。この信号に基づいて、プロセッサ２１はメモリ２４から振動信号を読み出す。次いで、プロセッサ２１は出力段２７への調整命令(conditioning instructions)を策定する。概して言えば、出力段２７は、調整命令にしたがってバイアスを除去することにより、振動整流誤差を補償する。
【００１５】
代替実施形態では、慣性測定ユニット（「ＩＭＵ」）がマウント１０を含む。マウント１０上に、３つのＭＥＭＳジャイロスコープ１５ｘ、１５ｙ、及び１５ｚが実装されており、これによってＩＭＵは３本の互いに直交する回転軸ａｘ、ａｙ、及びａｚを中心とする回転加速度を測定し、三次元空間における移動の確実な定義を行うことが可能となる。
【００１６】
また、マウント１０上には、３つの直交関係にある加速度計１８ｘ’、１８ｙ’、及び１８ｚ’も存在する。ＭＥＭＳジャイロスコープ１５ｘ、１５ｙ、及び１５ｚが、三次元空間における回転移動を検知するために、３本の互いに垂直な回転軸ａｘ、ａｙ、及びａｚに沿ってそれぞれ方位付けられているので、加速度計１８ｘ’、１８ｙ’、及び１８ｚ’も、三次元空間における並進移動を記述するために、３本の互いに直交する軸ｖｘ’、ｖｙ’、及びｖｚ’に沿ってそれぞれ方位付けられている。ＭＥＭＳジャイロスコープを方位付けるために用いられる軸ａｘ、ａｙ、及びａｚが、加速度計１８ｘ’、１８ｙ’、及び１８ｚ’を方位付けるために用いられる軸ｖｘ’、ｖｙ’、及びｖｚ’と一致することは必要でない。この非限定的な実施形態では、軸は一致している。
【００１７】
プロセッサ２１（図１）は三次元空間を１つの三軸基準系から別の系に容易に変換することができるので、他の実施形態では、加速度計１８ｘ’、１８ｙ’、及び１８ｚ’の配置に対する自由度を持たせることによって、空間内における成分(components)の配列(ordering)を一層小さく纏めることができる。プロセッサは加速度計１８ｘ’、１８ｙ’、及び１８ｚ’において検知した振動を解明してＭＥＭＳジャイロスコープ１５ｘ、１５ｙ、及び１５ｚの各々に対して垂直な成分を有する振動ベクトルを得る。ＭＥＭＳジャイロスコープ１５ｘ、１５ｙ、及び１５ｚの各々に対して、それぞれのＭＥＭＳジャイロスコープ１５ｘ、１５ｙ、及び１５ｚの回転軸に沿った振動成分が、当該ＭＥＭＳジャイロスコープ１５ｘ、１５ｙ、及び１５ｚにおける振動整流誤差の補償を可能にする。
【００１８】
図３を参照すると、補償データを生成する方法３３は、ブロック３７において、少なくとも１つの加速度計を、ＭＥＭＳジャイロスコープを含むマウントに取り付けることを含む。少なくとも１つの加速度計は、実装構造体を形成するＭＥＭＳジャイロスコープの回転軸に沿った振動を検出し測定するように位置付けられている。軸に沿った振動の測定は、１つ以上の加速度計によって行うことができ、振動はベクトルの幾何学的関係によって解明することができる。非限定的な一例として、各軸に沿った冗長性を確保するためには、ミサイルＩＭＵでは、６つの加速度計を設ければよい。
【００１９】
ブロック３９において、所与の応用において予測される動作条件の振動特性例に、マウント上のＭＥＭＳジャイロスコープを晒すために選択した標準的なプロファイルにしたがって実装構造体を振動させる。非限定的な一例として、旅客用車両についての振動特性は、ミサイルの打ち上げにおける振動特性とは大きく異なっている。マウント上のＭＥＭＳジャイロスコープの特性を表出させるために選択された振幅及び周波数で、マウントを振動させる。
【００２０】
ブロック４２において、振動中に、加速度計の読み取り値にしたがって、少なくとも１つの加速度計及びＭＥＭＳジャイロスコープからのデータにタイム・スタンプを付けて、格納する。振動整流誤差と加速度との間の関係を表すことが、この方法３３の目的である。少なくとも１つの加速度計によって検知される加速度の役割(role)を決定する際に、ＭＥＭＳジャイロスコープからの出力は、出力を正側又は負側のいずれかに偏位させるバイアスの形態で、振動整流誤差の発生を明白に示す。振動整流誤差がＭＥＭＳ慣性質量の過剰な偏位によって生ずることを思い出すと、振動整流号差は、ＭＥＭＳジャイロスコープに生ずる通常の加速度に対して強い相関がある。この現象の研究には、慣性質量の偏位を明白に示すデータを、振動の関数として存在するバイアスとして格納することが含まれる。
【００２１】
ブロック４５において、バイアスが正バイアス又は負バイアスのいずれであるかの判定を行う。実験によれば、振動の下では、ＭＥＭＳジャイロスコープは整流誤差において正又は負のいずれかのバイアスの存在を明白に示す。実験では、１つの加速度計及び１つのＭＥＭＳジャイロスコープを有するマウントが「永久歪」(set)を構成する。即ち、バイアスは一貫して正又は一貫して負となるという特徴を有する。ブロック３９において記録した標準的プロファイルにしたがってマウントに振動を加えると、加速度計及びＭＥＭＳジャイロスコープの有するマウントの永久歪が表出する。永久歪が正である場合、ブロック４８において、この正の永久歪を示すためにフラグを格納する。永久歪が負である場合、この非限定的な例では、フラグの値は負のままとなる。
【００２２】
ノイズの多い環境、又は加速度計が出力する信号が高調波を含み、検知した振動の振幅及び周波数が曖昧になり易い場合、任意に、ブロック５１において増幅器の出力信号にフィルタをかけることが好適である。
【００２３】
多数の信号調整ステップを採用し、ＭＥＭＳジャイロスコープの振動軸に沿った振動間の関係を試験の下において明確化することもできる。非限定的な一例によれば、加速度計からの信号に対してサンプリング及び二乗演算を行い、測定した加速度の大きさを判定することもできる。加速度計の出力を分析する統計的手段には、二乗平均平方根電力測定を含むことができる。二乗平均平方根電力測定の使用は、ＶＲＥと加速度計の出力信号に表される測定加速度との間の関係を判定する多数の代表的手段の１つである。信号の調整は、ブロック５４において行われる。
【００２４】
ブロック５７において、更に別の統計的分析を用いて、ＭＥＭＳジャイロスコープ信号に対する加速度のｎ次寄与(n-order contribution)を判定する。ブロック４２にしたがってデータベースにしかるべくデータを入力した、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力において明白に示されるＶＲＥを少なくとも１つの加速度計の信号に関係付ける関数モデルを探す。一般的に言えば、ｎ次多項式が、検知した加速度を、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力の中にあるＶＲＥに関係付けるのに適している。
【００２５】
適した次数の多項式を見つけることは、モデル・リダクション(model reduction)として知られている。モデル・リダクションは、制御、流体力学、構造力学、及び回路設計を含む、多くの異なる分野全体にわたって適用されている強力なツールである。モデル・リダクションの目標は、少ない状態数でモデルを作成し、ある範囲の周波数及び力の入力に対して精度高くシステムの力学を把握することである。制御に関しては、多くの効果的な減少技法が開発されている。大型システムのためのグラムの行列式に対する近似を計算する方法がいくつか開発されており、近似副空間反復(approximate subspace iteration)、最小二乗近似、及びクリロフ副空間方法(Krylov subspace method)が含まれる。他の技法には、最初に正規直交基底を決定し、次いでこの縮小空間上に大型システムを投影し、次数を現象したモデルを得ることを含む、典型的な手法が含まれている。即ち、スナップショットの方法を用いて、高次システムに対して基底ベクトルを導出する分かりやすい方法として、カールフネン−レーベの式(Karhunen-Loeve expressions)としても知られている適正な直交分解（ＰＯＤ）が開発されている。システムの伝達関数の一致モーメントに基づく別のクラスの減少技法も、大型線形回路の分析のために開発されている。例えば、非限定的な一例として、アーノルディ・アルゴリズム(Arnoldi algorithm)を用いて、クリロフ副空間の正規直交基底を形成するベクトルを発生することができる。振動整流誤差と加速度との間の関係をモデル化するために、認識可能な多項式関係検知加速度(descernable polynomial relating sensed acceleration)が確実に利用可能である。ブロック５７において、ＭＥＭＳジャイロスコープに対して垂直な振動についてｎ次項を有する多項式を導出する。
【００２６】
ブロック６０において、その他の既知の素因を考慮する。例えば、温度（Ｔ）についての一次係数を任意に選択すると、温度がＭＥＭＳジャイロスコープの動作に対して有する影響を表現するのに有用な場合がある。ブロック６３において、他のこのような素因も多項式に導入することができる。
【００２７】
少なくとも１つの加速度計と連合するＭＥＭＳジャイロスコープの設計の一般事例に取り組むための多項式を構築したなら、個々のユニットを検査することが有利である。ブロック６６において、特定のＭＥＭＳジャイロスコープ、マウント、及び少なくとも１つの加速度計に対して標準的な振動プロファイルを適用し、既にＩＭＵとして任意に構成した特定のＭＥＭＳジャイロスコープ、マウント、及び少なくとも１つの加速度計についての係数を確定する。このように、ＭＥＭＳジャイロスコープを固定する特定のマウントに適した係数を選択する。これらのレベルの各々においてＶＲＥを記録し、リアル・タイム補償のためのコンピュータ・モデルへの入力として用いる。動作において、特定の実装構造体による最適な応答のために、ＭＥＭＳジャイロスコープのデータを調整することができる。
【００２８】
ブロック６９において、補償多項式に対して導出した係数を、プロセッサが読み取り可能なメモリにロードして、ＭＥＭＳジャイロスコープの動作中におけるリアル・タイムの補償のために読み出せるようにする。プロセッサは、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力信号を調整しＶＲＥを補償するために、係数を読み出すように構成されている。
【００２９】
図４を参照すると、方法７０を用いて、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力信号においてＶＲＥを補償する。ブロック７２において、少なくとも１つの加速度計の出力を監視し、ＭＥＭＳジャイロスコープの動作面に対して垂直な軸即ち直交する軸に沿ったあらゆる振動を解明する。振動信号がＭＥＭＳジャイロスコープの平面に対して直交すると解明された場合、振幅、そして、任意に、周波数の閾値を満たしたならば、プロセッサは、加速度計からの信号受信を示す状態に移る。
【００３０】
ブロック７５において、振動振幅及び周波数がきっかけとなって、振動値に応じて、プロセッサが読み取り可能なメモリから、対応する係数集合の読み出しが行われる。係数が与えられると、補償バイアス項について、補償多項式を解く。ブロック７８において、設定された振動プロファイル（図３参照）に応じて実装構造体を振動させている間に表された永久歪にしたがって、補償バイアス項がＭＥＭＳジャイロスコープ出力信号に加算されたのか、又は減算されたのか判定を行うために、フラグを読み出す。
補償バイアス項を求め、ジャイロ・データに適用することによって、ＩＭＵの出力における実効的な観察可能振動整流誤差を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】単一ＭＥＭＳジャイロスコープ−単一加速度計設置のブロック図である。
【図２】３つのＭＥＭＳジャイロスコープ−３つの加速度計を示す図である。
【図１】
2008122380.tif 000003
【図２】
2008122380.tif 000004
【図３】
2008122380.tif 000005
【図４】
2008122380.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月28日(2007.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
【図１】本発明に係る、単一ＭＥＭＳジャイロスコープ−単一加速度計設置のブロック図である。
【図２】本発明に係る、３つのＭＥＭＳジャイロスコープ−３つの加速度計を示す図である。
【図３】本発明に係る、補償データを生成する方法を示すフロー図である。
【図４】本発明に係る、ＭＥＭＳジャイロスコープの出力信号においてＶＲＥを補償する方法を示すフロー図である。
【外国語明細書】
2008122380000001.pdf