[發明專利]一種基于模糊控制的時變窗長動態Allan方差分析方法

有效

• 申請號: 201410632773.1
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104406606B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 劉建業;顧姍姍;曾慶化;陳磊江;賴際舟;黃凱;黃磊;趙偉;陳維娜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G06F19/00;G05B13/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于模糊控制的時變窗長動態Allan方差分析方法，其特征在于：包括順序執行的以下步驟：

第一步：采集光纖陀螺輸出信號，并獲得光纖陀螺輸出信號的動態特征；

第二步：設計模糊控制器，并將光纖陀螺輸出信號的動態特征即光纖陀螺輸出信號的一次變化率和二次變化率作為模糊控制器的輸入，以設定的用于判斷窗長的等級參數作為模糊控制器的輸出，并設定模糊控制規則，用模糊控制器判斷各個時刻的光纖陀螺輸出信號對應的動態Allan方差窗口長度構成動態Allan方差時變窗長；

第三步：根據動態Allan方差時變窗長計算光纖陀螺輸出信號的動態Allan方差，具體包括以下步驟：

步驟3.1、以一個固定的采樣頻率f和采樣時間為τ₀采集光纖陀螺輸出的角速度信號，采集到長度為M的樣本序列{x_i}，則該信號的Allan方差估計表示為：

σAVAR2(τ)=12n2τ02(M-2n)Σi=1M-2n(xi+2n-2xi+n+xi)2]]>

其中，n＝1,2,…,(M-1/2)，τ為相關時間，τ＝nτ₀；

步驟3.2、在步驟3.1的基礎上獲得動態Allan方差窗口長度集合T，確定一個分析時間點t＝t₁，并通過一個以t₁為中心點、長度為T₁的矩形窗口截取光纖陀螺輸出信號x(t)，估算Allan方差

步驟3.3、選擇第二個分析時間點t＝t₂，以長度為T₂的矩形窗口截取光纖陀螺輸出信號x(t)，并保證對應于t₂的截斷信號與對應于t₁的截斷信號重疊；

步驟3.4、重復上述步驟3.2和3.3，得到Allan方差的集合即信號的動態Allan方差；

其中，T_i為各時刻信號對應的動態Allan方差窗口長度，其取值根據模糊控制器的計算結果在窗長集合T中選取，i＝1,2,…,m；

第四步：采用加權雷達圖法設計性能評估指標評估算法性能，具體方法如下：

通過光纖陀螺輸出信號振動時段突變點的時間延遲△t與光纖陀螺輸出信號振動時段的動態Allan方差五項系數的均值角度隨機游走N、零偏不穩定性B、角速率隨機游走K、速率斜坡R、量化噪聲Q作為性能指標參數繪制雷達圖，并給出如下性能評估指標來評估算法的性能：

ψ=Σi=1mSi·wi]]>

其中，

m表示用于性能指標評估的參數個數，m＝6；

S_i表示雷達圖中按照△t、N、B、K、R、Q的順序相鄰兩項指標圍成的三角形的面積；

w_i表示面積為S_i三角形的權重。