[發明專利]光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法

有效

• 申請號: 200910072087.2
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101566483A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）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
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/18;G06N3/02;G06N3/08
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1.一種光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)光纖陀螺捷聯慣性測量系統的慣性測量元件由干涉型光纖陀螺和石英撓性加速度計組成；采集振動條件下干涉型光纖陀螺和石英撓性加速度計輸出的原始數據；

(2)對石英撓性加速度計的輸出數據進行處理，分析石英撓性加速度計安裝誤差對光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償效果的影響，并對慣性測量元件的輸出進行安裝誤差補償；

(3)利用對安裝誤差補償后的石英撓性加速度計輸出進行功率譜分析，確定振動信號的振動特征；

(4)利用步驟(3)得到的振動信號的振動特征，建立Elman神經網絡誤差補償模型并對其進行訓練；利用Elman神經網絡誤差補償模型的輸出，完成對初始對準階段光纖陀螺捷聯慣性測量系統的振動誤差補償。

2.根據權利要求1所述的光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法，其特征是：

所述的分析石英撓性加速度計安裝誤差對光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償效果的影響，并對慣性測量元件的輸出進行安裝誤差補償的方法是：

對光纖陀螺捷聯慣性測量系統進行標定，得到石英撓性加速度計坐標系與載體坐標系間和干涉型光纖陀螺坐標系與載體坐標系間的安裝誤差角，由安裝誤差角得到石英撓性加速度計坐標系同載體坐標系的轉換矩陣?和干涉型光纖陀螺坐標系同載體坐標系的轉換矩陣?

將光纖陀螺捷聯慣性測量系統置于振動臺上，待光纖陀螺捷聯慣性測量系統穩定工作后，采集振動條件下干涉型光纖陀螺和石英撓性加速度計輸出的原始數據；

利用下式?

得到石英撓性加速度計輸出安裝誤差補償后的值，完成石英撓性加速度計輸出的安裝誤差補償；

利用下式

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

3.根據權利要求2所述的光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法，其特征是：

所述的對安裝誤差補償后的石英撓性加速度計輸出進行功率譜分析，確定振動信號的振動特征的方法是：

對不同的加速度幅值條件以及頻率條件下的光纖陀螺捷聯慣性測量系統進行輸出信號采集；對靜態以及安裝誤差補償后各種振動情況下石英撓性加速度計的輸出信號進行分析，振動信號的振動函數為

y(t)＝Asin(t)

則振動函數的峰值A為石英撓性加速度計采樣信號的振動幅值；

利用快速傅里葉變換，對振動條件下敏感振動方向的安裝誤差補償后的石英撓性加速度計輸出進行功率譜分析，振動信號y(t)的自相關函數為R(τ)，則R(τ)的傅里葉變換為

功率譜密度函數S(f)認為是y(t)的平均功率相對頻率的分布函數，功率譜密度函數S(f)的極大值所對應的頻率為振動信號的振動頻率；由此，得到振動信號的振動特征。

4.根據權利要求3所述的光纖陀螺捷聯慣性測量系統振動誤差補償方法，其特征是：

所述的建立Elman神經網絡誤差補償模型并對其進行訓練，完成對初始對?準階段光纖陀螺捷聯慣性測量系統的振動誤差補償的方法是：

1)建立Elman神經網絡誤差補償模型并對其進行訓練

將各種振動條件下的光纖陀螺捷聯慣性測量系統的輸出數據與靜態條件下的輸出作差，利用轉換矩陣?將其變換為正交坐標系下的值，得到振動誤差樣本；網絡的輸入層有2個神經元分別為正交坐標系下的振動頻率和加速度幅值，中間層神經元的數目為7，輸出層有1個神經元為振動誤差，網絡中間層的傳遞函數為tansig，輸出層的傳遞函數為purelin；建立Elman神經網絡誤差補償模型；根據振動誤差樣本數據對網絡進行訓練，取某一振動條件下的振動誤差數據作為網絡的測試樣本；訓練目標達到后，得到訓練好的Elman神經網絡誤差補償模型；

2)對初始對準階段光纖陀螺捷聯慣性測量系統的振動誤差進行補償

利用轉換矩陣的逆?將Elman神經網絡誤差補償模型的輸出轉換為非正交坐標系下的振動誤差，將非正交坐標系下的振動誤差補償到干涉型光纖陀螺輸出；

將初始對準的軟件程序裝入系統的軟件之中；

將石英撓性加速度計的輸出和Elman神經網絡誤差補償模型補償后的干涉型光纖陀螺的輸出輸入計算機，由計算機完成初始對準；

初始對準補償完成，進入導航狀態。?