加速度表零偏参数稳定性测试与建模技术研究

发布时间：2017-09-18 06:07

  本文关键词：加速度表零偏参数稳定性测试与建模技术研究

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【摘要】：作为惯性运动载体中的重要部件,石英挠性加速度表(以下简称:加速度表)零偏在贮存期的稳定性是测试其性能的重要指标,零偏稳定期的长短会间接影响到惯性运动载体系统的效能发挥和维护性。因此,在贮存条件下设计加速度表数据采集装置和建立合适的数学模型对研究加速度表零偏贮存期的稳定性有着重要意义。本文设计了一套基于Zig Bee协议无线传感器网络的多传感器数据采集系统。利用网络化数据采集系统采集加速度表在贮存条件下八个等分点的数据。同时利用最小二乘法、小波降噪法分别对加速度表零偏进行了姿态对称稳定性、零偏重复稳定性、零偏漂移期三种测试。本文为了研究加速度表在贮存条件下的长期稳定性,选取了时间序列模型(简称:ARMA)作为研究长期稳定性的数学模型。首先对石英挠性加速度表在贮存条件下长期的零偏数据进行时间序列模型建模,通过建模结果可知,该模型对长相关的零偏数据存在预测精度不高,预测精度随着预测时间的延长误差明显偏大的缺点,因此发展了一种基于经验模态分解(简称:EMD)与时间序列模型结合的改进预测模型,通过EMD算法把具有长相关的零偏数据分解为若干个具有短相关的本征模态分量,再对每个本征模态分量进行建模,解决了传统时间序列模型对长相关零偏数据预测精度的影响,提高了长时间的预测精度。最后通过模型仿真对比研究了传统时间序列模型和本文改进的时间序列模型,仿真结果表明:本文发展的EMD模型和ARMA模型结合对研究石英挠性加速度表零偏数据的长期稳定性是有效的。
【关键词】：Zig Bee 石英挠性加速度表 零偏稳定性 EMD ARMA 模型
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH824.4;TN92;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 加速度表在国内外的研究与发展现状9-14
• 1.3 课题研究目标14-15
• 1.4 本文主要工作和内容安排15-18
• 1.4.1 主要工作15-16
• 1.4.2 内容安排16-18
• 2 加速度表数据采集装置系统的设计18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 多传感器数据采集系统环境搭建18-19
• 2.3 加速度表测试系统的配置19-20
• 2.4 多传感器数据采集系统硬件设计20-29
• 2.4.1 多路传感器控制器的设计21-25
• 2.4.2 无线数据采集节点的设计25-29
• 2.5 多传感器数据采集系统软件结构29-34
• 2.5.1 数据采集系统的网络拓扑结构29-31
• 2.5.2 上位机终端系统节点匹配算法设计31-33
• 2.5.3 基于握手方式控制命令的可靠性传输33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 3 加速度表零偏稳定性测试35-54
• 3.1 引言35
• 3.2 加速度表零偏的产生35-37
• 3.2.1 机械特性引起零偏的变化35-36
• 3.2.2 电气特性引起零偏的变化36-37
• 3.3 加速度表零偏姿态对称稳定性测试37-44
• 3.3.1 加速度表零偏的采集37-41
• 3.3.2 加速度表姿态对称稳定性测试方法41-42
• 3.3.3 加速度表零偏姿态对称稳定性测试结果分析42-44
• 3.4 基于 3Q-小波降噪加速度表姿态零偏测试方法44-52
• 3.4.1 小波降噪方法45-46
• 3.4.2 加速度表姿态零偏重复稳定性测试46-49
• 3.4.3 加速度表姿态零偏漂移期测试49-52
• 3.5 本章小结52-54
• 4 加速度表零偏建模技术研究54-75
• 4.1 EMD算法简介55-59
• 4.1.1 EMD算法步骤55-57
• 4.1.2 EMD算法端点效应及处理方法57-59
• 4.2 ARMA时间序列模型59-61
• 4.2.1 时间序列模型的概念59
• 4.2.2 ARMA模型的思想与原理59-61
• 4.3 零偏建模技术研究61-71
• 4.3.1 ARMA时间序列模型建模步骤61-66
• 4.3.2 基于ARMA时间序列模型零偏建模66-67
• 4.3.3 基于改进ARMA时间序列模型的零偏建模67-71
• 4.4 零偏建模结果对比与分析71-74
• 4.4.1 建模结果对比71-74
• 4.4.2 建模结果分析74
• 4.5 本章小结74-75
• 结论75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 附录A82-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果83

【参考文献】

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本文编号：873802