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成果名称：基于MEMS的载体测控系统及其关键技术研究
申请单位：清华大学
成果编号：鉴字[教SW2004 ]第 41 号
鉴定日期：2004年7月13日
学 科：9、仪器仪表
成果简介：
清华大学微米/纳米技术研究中心在完成清华大学985《微型飞行器研究》项目研究的基础上，完成了基于MEMS的载体测控系统及其关键技术研究。
传统的载体测控系统，价格昂贵、体积大、对环境条件要求高。相比较而言，以微机电（MEMS）传感器为基础的微型载体测控系统，可以实现系统微型化和智能化的有机结合。本项目研究的微型载体测控系统是将微型加速度计、陀螺、磁强计、压力传感器等多种MEMS传感器、微型GPS、微型控制单元、微型记录单元及微型通讯单元集成，可以实现信号检测、记录、控制和传输。本项目还利用MEMS压力传感器自行研制了微型高度计和空速计，设计了基于多传感器数据融合的姿态解算方法及变参数的控制技术，实现了姿态稳定、姿态控制、高度控制等多项控制功能，可用于无人机、车辆和生物医学等方面。本项目研究出的微型测控系统与传统的测控系统相比，具有集成度高、重量轻、体积小、功耗低、制造成本低廉、可靠性高、功能全和操作互动性强等诸多优点。本项目在研究过程中解决的主要关键技术有：（1）基于MEMS的高度和空速传感技术；（2）系统一体化集成技术；（3）多传感器正交误差补偿技术、多传感器信号的数据融合和处理技术；（4）应用技术。在此基础上，设计研制出了体积小、重量轻、性能价格比高的微型测控硬件模块及其相关软件模块。
本项目研制的微型载体测控系统及其关键器件综合性能达到国际领先水平。目前本项目的研究成果已经申请了相关专利9项，其中一项中国发明专利和一项美国专利已经授权。其研究成果有广泛的应用前景，可以应用于航空、车载、机器人、医疗、机器人、天线稳定、钻井导航等。结合微型飞行器、车辆导航、医用等应用，研制出微型自动驾驶仪、车载微型导航仪及便携式人体运动跟踪系统。
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