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微机械陀螺与传统的机械陀螺相比有成本低、体积小、适合大批量生产等优点。因此它在导航、汽车电子、游戏产品等领域得到了广泛的应用。然而,目前微机械技术仍然存在很多限制,包括大的工艺偏差、用于制造微机械结构的材料对温度和冲击敏感等。微机械制造工艺的大偏差会造成陀螺的驱动轴和检测轴不完全正交,由此导致陀螺的输出产生严重的误差,称为正交误差。同时,微机械材料的物理特性与温度相关,从而使得微机械陀螺的输出会随着温度的变化而变化,导致其温度性能很差。另外,由于微机械结构对冲击敏感,外界大的冲击干扰会使微机械陀螺的输出出现很大的冲击信号,称为线性加速度误差。然而,目前的微机械陀螺产品没有考虑这些误差的影响,从而导致其精度还无法满足市场运用的高性能要求。因此,本文针对这三个问题分别提出了解决方法。首先,本文提出了改进的PID控制器来补偿微机械陀螺的正交误差。在闭环补偿回路中加入了判断处理器来根据正交误差值选择当前时刻最合适的补偿算法。同时,改进了PID控制器中的积分器防止积分超调。其次,针对微机械陀螺的温度特性,提出利用最小二乘法来分段拟合微机械陀螺的零偏输出。最后,针对微机械陀螺的线性加速度误差,提出了一种改进的抗野值自适应卡尔曼滤波算法来剔除线性加速度导致的陀螺输出野值数据。考虑野值存在情况下对算法新息的影响,提出了改进的噪声估计方程来实时更新最优估计。本文在MATLAB中完成了上述三个算法的仿真验证工作。首先,建立了微机械陀螺的系统模型,在提出的自适应PID补偿的作用下,微机械陀螺的正交误差由同步解调补偿的-0.350V减小到-0.005V。经过温度补偿后,得到微机械陀螺温度拟合误差方差由1.827e-006减小到2.7545e-009。最后进行了线性加速度误差补偿算法仿真验证,结果说明该算法可以有效的剔除加速度干扰引入陀螺输出中的野值,微机械陀螺系统经过抗野值自适应卡尔曼滤波补偿后,误差残差由0.0380减小到0.0014。