[發(fā)明專(zhuān)利]光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910072087.2
• 申請(qǐng)日: 2009-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101566483A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳磊;孫巧英;孫楓;高偉;程建華;李緒友;高洪濤;徐博;周廣濤;奔粵陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00;G01C21/18;G06N3/02;G06N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的慣性測(cè)量元件由干涉型光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)組成；采集振動(dòng)條件下干涉型光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)輸出的原始數(shù)據(jù)；

(2)對(duì)石英撓性加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析石英撓性加速度計(jì)安裝誤差對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償效果的影響，并對(duì)慣性測(cè)量元件的輸出進(jìn)行安裝誤差補(bǔ)償；

(3)利用對(duì)安裝誤差補(bǔ)償后的石英撓性加速度計(jì)輸出進(jìn)行功率譜分析，確定振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)特征；

(4)利用步驟(3)得到的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)特征，建立Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型并對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練；利用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型的輸出，完成對(duì)初始對(duì)準(zhǔn)階段光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的振動(dòng)誤差補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償方法，其特征是：

所述的分析石英撓性加速度計(jì)安裝誤差對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償效果的影響，并對(duì)慣性測(cè)量元件的輸出進(jìn)行安裝誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ牵?

對(duì)光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，得到石英撓性加速度計(jì)坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系間和干涉型光纖陀螺坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系間的安裝誤差角，由安裝誤差角得到石英撓性加速度計(jì)坐標(biāo)系同載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣?和干涉型光纖陀螺坐標(biāo)系同載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣?

將光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)置于振動(dòng)臺(tái)上，待光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定工作后，采集振動(dòng)條件下干涉型光纖陀螺和石英撓性加速度計(jì)輸出的原始數(shù)據(jù)；

利用下式?

得到石英撓性加速度計(jì)輸出安裝誤差補(bǔ)償后的值，完成石英撓性加速度計(jì)輸出的安裝誤差補(bǔ)償；

利用下式

得到干涉型光纖陀螺輸出安裝誤差補(bǔ)償后的值，完成干涉型光纖陀螺輸出的安裝誤差補(bǔ)償。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償方法，其特征是：

所述的對(duì)安裝誤差補(bǔ)償后的石英撓性加速度計(jì)輸出進(jìn)行功率譜分析，確定振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)特征的方法是：

對(duì)不同的加速度幅值條件以及頻率條件下的光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行輸出信號(hào)采集；對(duì)靜態(tài)以及安裝誤差補(bǔ)償后各種振動(dòng)情況下石英撓性加速度計(jì)的輸出信號(hào)進(jìn)行分析，振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)函數(shù)為

y(t)＝Asin(t)

則振動(dòng)函數(shù)的峰值A(chǔ)為石英撓性加速度計(jì)采樣信號(hào)的振動(dòng)幅值；

利用快速傅里葉變換，對(duì)振動(dòng)條件下敏感振動(dòng)方向的安裝誤差補(bǔ)償后的石英撓性加速度計(jì)輸出進(jìn)行功率譜分析，振動(dòng)信號(hào)y(t)的自相關(guān)函數(shù)為R(τ)，則R(τ)的傅里葉變換為

功率譜密度函數(shù)S(f)認(rèn)為是y(t)的平均功率相對(duì)頻率的分布函數(shù)，功率譜密度函數(shù)S(f)的極大值所對(duì)應(yīng)的頻率為振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)頻率；由此，得到振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)誤差補(bǔ)償方法，其特征是：

所述的建立Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型并對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練，完成對(duì)初始對(duì)?準(zhǔn)階段光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的振動(dòng)誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ牵?

1)建立Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型并對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練

將各種振動(dòng)條件下的光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)與靜態(tài)條件下的輸出作差，利用轉(zhuǎn)換矩陣?將其變換為正交坐標(biāo)系下的值，得到振動(dòng)誤差樣本；網(wǎng)絡(luò)的輸入層有2個(gè)神經(jīng)元分別為正交坐標(biāo)系下的振動(dòng)頻率和加速度幅值，中間層神經(jīng)元的數(shù)目為7，輸出層有1個(gè)神經(jīng)元為振動(dòng)誤差，網(wǎng)絡(luò)中間層的傳遞函數(shù)為tansig，輸出層的傳遞函數(shù)為purelin；建立Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型；根據(jù)振動(dòng)誤差樣本數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，取某一振動(dòng)條件下的振動(dòng)誤差數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試樣本；訓(xùn)練目標(biāo)達(dá)到后，得到訓(xùn)練好的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型；

2)對(duì)初始對(duì)準(zhǔn)階段光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的振動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償

利用轉(zhuǎn)換矩陣的逆?將Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型的輸出轉(zhuǎn)換為非正交坐標(biāo)系下的振動(dòng)誤差，將非正交坐標(biāo)系下的振動(dòng)誤差補(bǔ)償?shù)礁缮嫘凸饫w陀螺輸出；

將初始對(duì)準(zhǔn)的軟件程序裝入系統(tǒng)的軟件之中；

將石英撓性加速度計(jì)的輸出和Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型補(bǔ)償后的干涉型光纖陀螺的輸出輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)完成初始對(duì)準(zhǔn)；

初始對(duì)準(zhǔn)補(bǔ)償完成，進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài)。?