加速度计结构化动态模型及其参数辨识方法研究

发布时间：2017-08-05 08:31

  本文关键词：加速度计结构化动态模型及其参数辨识方法研究

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【摘要】：全面准确描述加速度计动态特性,对于改善加速度动态测试系统性能和提高动态测量精度具有十分重要的作用。加速度计动态模型是描述加速度计动态特性的主要方法之一,是分析研究加速度计动态补偿、动态解耦及修正动态误差的基础。现有的加速度计动态建模方法中,以单自由度弹簧—质量—阻尼器系统二阶模型为基础,采用最小二乘算法等参数辨识方法辨识模型参数,所建立的加速度计二阶动态模型具有较高精度,能够描述低频范围内加速度计的动态特性,然而在较高频域范围内二阶动态模型难以准确描述加速度计的动态特性,全面准确描述加速度计动态特性的问题迫切需要解决。加速度计高阶结构化动态模型能更好地描述加速度计的动态特性,因此,研究加速度计结构化动态模型及其参数辨识方法具有重要的理论意义和应用价值。本文以单自由度弹簧—质量—阻尼器系统二阶模型为基础,加入纯延时环节,建立加速度计二阶加纯延时动态模型,以消除系统存在的延迟；研究了基于二阶带通滤波器的加速度计结构化动态建模方法,有效地解决了较高频域范围内二阶动态模型难以准确描述加速度计动态特性的问题,该方法以二阶带通滤波器为基本单元,实现加速度计动态模型结构化升阶,建立加速度计高阶结构化动态模型；在加速度计ARMAX模型基础上,提出了一种基于预测误差法的加速度计动态模型参数辨识方法;结合加速度计绝对法冲击动态校准实验数据,辨识得到了加速度计二阶动态模型的参数及系统纯延时参数,根据纯延时参数对实验数据作对齐处理;结合对齐后的实验数据,利用预测误差法实现了加速度计高阶结构化动态模型中二阶带通滤波器参数的辨识。实验研究表明,基于预测误差法的加速度计动态模型参数辨识方法能较好地实现加速度计动态模型参数的辨识；建立的二阶动态模型具有较高精度,能够描述低频范围内加速度计的动态特性；利用加速度计结构化动态建模方法建立的加速度计高阶结构化动态模型,相比于二阶动态模型,能更好地描述加速度计的动态特性。
【关键词】：加速度计 结构化动态模型 参数辨识 预测误差法
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH824.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 引言14
• 1.2 加速度计动态建模方法研究现状14-20
• 1.2.1 加速度计参数模型辨识法动态建模15-18
• 1.2.2 加速度计机理分析法与参数模型辨识法结合动态建模18-20
• 1.3 课题的研究意义和主要研究内容20-22
• 1.3.1 课题的研究意义20
• 1.3.2 课题的主要研究内容20-22
• 第二章 加速度计结构化动态模型研究22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 加速度计二阶结构化动态模型22-26
• 2.2.1 加速度计二阶动态模型22-25
• 2.2.2 基于经验传递函数估计方法的加速度计频响特性分析25-26
• 2.3 加速度计高阶结构化动态模型26-30
• 2.3.1 冲击动态校准加速度计二阶加纯延时动态模型26-27
• 2.3.2 加速度计结构化动态建模方法27-30
• 2.4 小结30-32
• 第三章 加速度计结构化动态模型参数辨识研究32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 模型参数辨识误差准则及预测误差法32-33
• 3.2.1 模型参数辨识误差准则32-33
• 3.2.2 预测误差法33
• 3.3 基于预测误差法的加速度计二阶动态模型参数辨识33-37
• 3.3.1 加速度计ARMAX模型33-35
• 3.3.2 加速度计二阶动态模型参数辨识35-36
• 3.3.3 加速度计二阶动态模型参数辨识算法36-37
• 3.4 基于预测误差法的加速度计高阶结构化动态模型参数辨识37-43
• 3.4.1 冲击动态校准加速度计二阶加纯延时动态模型参数辨识37-39
• 3.4.2 加速度计高阶结构化动态模型参数辨识39-43
• 3.5 基于预测误差法的加速度计动态模型参数辨识算法43
• 3.6 小结43-46
• 第四章 实验与分析46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 加速度计绝对法冲击动态校准系统46-47
• 4.3 仿真实验验证基于预测误差法的加速度计动态模型参数辨识算法47-49
• 4.4 基于预测误差法的加速度计二阶动态模型参数辨识实验49-52
• 4.5 冲击动态校准加速度计二阶加纯延时动态模型参数辨识实验52-53
• 4.6 加速度计高阶结构化动态模型参数辨识实验53-62
• 第五章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 研究成果及发表的学术论文70-72
• 作者简介72-74
• 附件74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨兆欣;杜红棉;范锦彪;祖静;;基于广义最小二乘法加速度传感器的动态建模[J];传感技术学报;2009年02期

2 吴德会;杨世元;董华;;基于最小二乘支持向量机的传感器动态系统辨识方法[J];电子测量与仪器学报;2006年06期

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本文编号：623974