窄脉冲冲击加速度计校准装置与动态模型参数辨识方法研究

发布时间：2017-03-22 22:17

  本文关键词：窄脉冲冲击加速度计校准装置与动态模型参数辨识方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：加速度计的动态特性对整个加速度应用系统的测量精度有着重要的影响。为了获得加速度计动态特性的准确描述,需要对加速度计进行动态校准,利用较宽频率范围的激励信号,通过数据采集系统,获得加速度计的动态响应,根据校准数据建立动态模型是描述加速度计动态特性的重要方式。现有的加速度计动态校准,主要是通过单频振动或者脉冲冲击来对加速度计进行动态校准,能满足现有工程等领域校准需求。但随着加速度计性能不断提高以及被测信号幅值越来越高脉宽也越来越窄,现有冲击激励装置存在着难以产生重复性好、脉宽足够窄的激励信号的问题,同时在单频振动校准的加速度计模型参数辨识方法中未考虑输入信号误差。因此研究窄脉冲冲击加速度计校准装置与动态模型参数辨识具有重要的意义和价值。本文在分析窄脉冲冲击加速度计校准理论的基础上,给出一种窄脉冲冲击加速度计校准装置构建方法,结合激光干涉仪构建了窄脉冲冲击加速度计校准装置,给出了窄脉冲发生器构造及相关信号处理过程。结合装置校准数据,对加速度计二阶模型进行参数辨识,并将辨识结果与所选加速度计振动校准数据进行对比；对校准装置的不确定度分量进行了分析,得到了所设计校准装置的不确定度。针对绝对法振动校准,分析了基于加权最小二乘的加速度计动态模型参数辨识方法,结合Monte Carlo法确定了加速度计频域特性不确定度曲线；提出了一种基于加权总体最小二乘算法的加速度计动态模型参数辨识方法,并结合实际振动校准数据,实现了基于加权总体最小二乘算法的加速度计动态模型参数辨识。实验研究表明,本文所设计的窄脉冲冲击加速度计校准装置能产生重复性较好窄脉冲激励信号,其脉宽满足现有加速度计动态校准要求的窄脉冲激励信号,能够应用于加速度计冲击校准；所给出的加速度计动态特性不确定度参考曲线,能够为加速度计动态校准提供对比参考；利用基于加权总体最小二乘算法建立的加速度计二阶动态模型,能准确的描述加速度计动态特性。
【关键词】：加速度 动态校准 窄脉冲 动态模型 参数辨识
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH824.4;TP212
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 加速度计动态校准研究现状13-20
• 1.2.1 加速度计动态校准13-19
• 1.2.2 加速度计动态模型参数辨识19-20
• 1.3 课题的研究意义和主要研究内容20-23
• 1.3.1 课题的研究意义20-21
• 1.3.2 课题的主要研究内容21-23
• 第二章 基于窄脉冲冲击激励加速度计动态校准装置23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 加速度计窄脉冲冲击校准理论23-27
• 2.3 窄脉冲冲击加速度计校准装置27-35
• 2.3.1 窄脉冲冲击校准装置构建方法27-28
• 2.3.2 窄脉冲波形发生器28-31
• 2.3.3 激光干涉仪及系统信号处理单元31-33
• 2.3.4 校准试验33-35
• 2.4 小结35-37
• 第三章 窄脉冲校准装置实验及其不确定度评估37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 窄脉冲校准装置实验37-42
• 3.2.1 基于加速度计参数辨识的系统实验分析37-40
• 3.2.2 基于功率谱分析的装置实验40-42
• 3.3 校准装置不确定度评估42-46
• 3.3.1 不确定度分析数学模型43
• 3.3.2 不确定度分量组成43-46
• 3.4 小结46-49
• 第四章 基于绝对法振动校准加速度计动态模型参数辨识49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 加速度计绝对法振动校准49-51
• 4.3 振动校准加速度计动态模型参数辨识方法51-55
• 4.3.1 基于加权最小二乘算法的模型参数辨识51-53
• 4.3.2 基于加权最小二乘算法的加速度计动态模型参数辨识实验53-55
• 4.4 基于加权总体最小二乘法的加速度计动态模型参数辨识55-60
• 4.4.1 加权总体最小二乘算法55-57
• 4.4.2 基于加权总体最小二乘算法的加速度计模型参数辨识57-58
• 4.4.3 加速度计动态模型参数辨识实验58-60
• 4.5 小结60-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-69
• 研究成果及发表的学术论文69-71
• 作者及导师简介71-73
• 附件73-74

  本文关键词：窄脉冲冲击加速度计校准装置与动态模型参数辨识方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：262344