石英挠性加速度传感器信号采集与特征分析研究

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石英挠性加速度计因其具有较高的测量精度以及良好的稳定性,在现代惯性导航系统中得到了广泛的应用。就现有发展情况而言,石英挠性加速度计的制造技术已经达到了一定的技术高度,因此,单纯地提高加速度计本身的绝对精度受到了很大限制。所以,本课题从提高石英挠性加速度计的使用精度与稳定性入手,采用信号处理与分析的方式,帮助提高其性能质量。  针对石英挠性加速度计,本课题采用信号特征提取分析技术,挖掘出其正常、故障的模式特征,并设计分类算法实现正常、故障加速度计的智能识别;通过对其测量信号进行降噪处理分析,以获取高质量的加速度信号;同时,对加速度计模型进行辨识分析,建立高精度的加速度计数学模型。  本文对石英挠性加速度计进行重力场、离心机以及振动台测试,以充分获得其自身的状态信息,并设计高精度的加速度信号采集系统获取其测量信号。针对测试过程中的噪声干扰,结合石英挠性加速度计的特点,采用了融合小波降噪与形态滤波的方法对加速度信号进行降噪处理。考虑到正常、故障加速度计测量信号的差异性较为微弱,在时域、频域分析的基础之上,将熵的分析引入加速度信号的特征分析中,并结合最小二乘支持向量机实现正常、故障加速度计的智能识别。同时,采用融合小波降噪与最小二乘估计的辨识方法,获取高精度的加速度计模型系数。  实验结果表明,本课题所开展的相关分析研究,可有效地帮助提高石英挠性加速度计的制造质量及其成品率,有助于形成帮助提高石英挠性加速度计性能质量的技术途径。
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