光纤陀螺信号误差分析与滤波算法的研究

针对光纤陀螺信号漂移误差和噪声的影响,采用Allan方差法对光纤陀螺的各项随机误差成分进行了分离和计算.然后结合陀螺稳定平台系统研究了滑动滤波、小波变换阈值滤波两种直接对陀螺输出信号进行数字滤波处理的方案.最后对某陀螺惯性稳定跟踪转台中使用的光纤陀螺信号的测试和统计分析结果表明,采用Allan方差法能够有效地分离和辨识陀螺零漂信号中的各项噪声源随机误差系数和误差大小,采用的小波变换阈值滤波的去噪效果明显.     

基于双正交小波的稳定平台系统中陀螺信号滤波应用研究

针对陀螺稳定平台系统中光纤陀螺信号噪声的非平稳性特点,分析并讨论了光纤陀螺输出信号模型及常用陀螺信号滤波方法的优缺点.根据双正交小波函数能够同时具有紧支性和对称性的突出优点,提出了基于双正交小波的改进模平方阈值滤波方法.同时,结合3σ准则和不同的分解尺度,采用了可变阈值选取规则.实际应用表明,该滤波方法能够对光纤陀螺噪声信号起到明显的抑制作用,滤波效果优于一般IIR滤波和正交小波固定阈值滤波.     

联合滤波算法在MEMS陀螺降噪中的应用

针对微机电系统(MEMS)陀螺仪输出噪声大、精度低的问题,提出将卡尔曼(Kalman)阵列与实时小波阈值联合滤波方法用于MEMS陀螺降噪中.首先,利用Kalman阵列进行预处理,然后利用实时小波阈值算法对信号进行后处理,以达到对陀螺随机噪声抑制的目的.将此算法应用在MEMS陀螺的动静态实验中,实验结果表明:在静态实验中...     

平移不变离散小波变换在光纤陀螺信号处理中的应用

光纤陀螺输出信号中主要含有白噪声和具有非平稳、长程相关、自相似性及具有1/fγ类型谱密度的分形噪声,传统的滤波方法难以去除这类噪声,小波分析的多分辨分析特性,使之成为分析分形噪声的有力工具.文中分析了光纤陀螺输出信号误差特性,建立了输出信号的数学模型,在分析了分形噪声的特性的基础上,采用小波变换方法生成分形噪声.在实验室环境下采集了某型号光纤陀螺仪输出信号,对其进行多种小波滤波方法滤波对比实验,并进行了实验结果分析,实验结果表明采用平移不变离散小波变换半软阈值滤波方法可以有效地去除分形噪声和白噪声,克服了硬阈值法有较大的方差和软阈值法有较大的偏差的缺点.     

基于小波变换的抑制复位噪声技术研究

分析了用于光纤陀螺的Y波导相位调制器在复位时,调制相位漂移对光纤陀螺系统特性的影响;紧接着测试了高精度光纤陀螺的毫秒输出,有一个和阶梯波复位同频的噪声,该噪声由Y波导的复位引起;为了实现对复位噪声的抑制,设计了一种基于FPGA的小波滤波方法;选取合适的小波基和分解层数;使用Verilog HDL编程语言实现小波滤波器在光纤陀螺闭环程序中的嵌套;通过实验比较,小波滤波具有明显的抑制复位噪声的效果,证明了小波滤波方案的有效性。     

小波阈值去噪和FAR建模结合的MEMS陀螺数据处理方法

为解决MEMS陀螺输出信号中噪声大、随机漂移严重的问题,提出了一种小波阈值去噪和函数系数自回归FAR建模结合的MEMS陀螺数据处理方法。采用小波阈值去噪法对MEMS陀螺输出信号去噪,提高其信噪比;为克服常用的自回归AR模型无法解决MEMS陀螺随机漂移存在的非线性问题,引入FAR模型对MEMS陀螺的随机漂移进行建模。实验结果表明,此数据处理方法可有效抑制MEMS陀螺输出噪声,且与AR模型相比,FAR模型能更精确地对MEMS陀螺随机漂移进行建模及预测。     

光纤陀螺信号处理的实用方法

根据光纤陀螺信号漂移的数学模型,分别采用了基于傅立叶分析的IIR滤波器和基于小波变换的阈值滤波器进行消噪处理,通过试验结果分析,肯定了小波阈值滤波方法的优越性.     

基于FPGA的光纤陀螺自适应LMS滤波算法研究

光纤陀螺仪的精度严重制约着以其为核心的惯性导航系统精度,为进一步提高系统精度须对光纤陀螺进行滤波处理;文章在自适应LMS滤波算法的基础上,以FPGA实现光纤陀螺数据的采集和滤波处理;以光纤陀螺的延时信号作为参考值,实时自适应调整陀螺不同时刻输出的权值来实现对噪声的滤除;在FPGA中,利用有限状态机的方式来完成该滤波算法的实现,同时完成权值系数的更新和信号采集等模块的功能;结果表明,经过FPGA采集并滤波后的光纤陀螺信号中的噪声分量明显降低,滤波延时远小于采样周期,完全满足工程实际需要。     

基于FPGA的光纤陀螺自适应LMS虑波算法研究

光纤陀螺仪的精度严重制约着以其为核心的惯性导航系统精度,为进一步提高系统精度须对光纤陀螺进行滤波处理;文章在自适应LMS滤波算法的基础上,以FPGA实现光纤陀螺数据的采集和滤波处理;以光纤陀螺的延时信号作为参考值,实时自适应调整陀螺不同时刻输出的权值来实现对噪声的滤除;在FPGA中,利用有限状态机的方式来完成该滤波算法的实现,同时完成权值系数的更新和信号采集等模块的功能;结果表明,经过FPGA采集并滤波后的光纤陀螺信号中的噪声分量明显降低,滤波延时远小于采样周期,完全满足工程实际需要.     

基于低成本MEMS陀螺的小波阈值去噪应用研究

通过有效抑制微机电系统(MEMS)陀螺的随机漂移误差,实现了提高低成本MEMS陀螺的测量精度.研究了小波阈值去噪算法的基本原理,分析了影响小波阈值去噪质量的主要因素;确定了小波函数类型、小波分解的层数、去噪阈值以及去噪阈值函数;利用小波阈值去噪算法对实际陀螺信号进行了去噪处理,结果表明:陀螺随机漂移得到了明显的抑制,取得了良好的去噪效果.     

基于小波阈值消噪的陀螺信号的抗差估计

为了削弱陀螺漂移对光纤陀螺寻北精度的影响,在小波阈值消噪的基础上,采用抗差估计处理陀螺信号.首先进行频谱分析,确定相应的多分辨分析尺度及对不同尺度下的高频系数采取的措施.对噪声占主要成份的尺度层其高频系数置零,对噪声与有用信号都存在的尺度层进行小波阈值消噪处理.然后将抗差估计应用于陀螺数据的处理,利用一次抗差估计求得的观测残差再用中位数法求得均方差因子,采用高崩溃污染率的初值辅以IGGⅢ方案迭代解算的混合算法.计算结果表明这种方法能够有效地抵制异常扰动的影响,提高了寻北精(密)度.     

一种新的抑制光纤陀螺信号零漂的方法

介绍了光纤陀螺的基本原理和输出信号的数学模型,阐明了零漂的含义。分析了几种零漂抑制方法的原理,提出了基于小波分析的滤波方法。对于实测的光纤陀螺信号进行了多尺度小波分解和多分辨力分析,证明了该方法抑制光纤陀螺输出信号零漂的有效性。     

自适应Kalman滤波在MEMS陀螺仪信号处理中的应用

通过中值滤波和均值滤波的有机结合,可以去除MEMS陀螺仪漂移中的"野点"信号。基于Haar小波基的小波变换,寻找到了一种易于实时在线实现的漂移特征提取方法。对残差信号进行二阶AR模型分析建模后,利用改进的自适应Kalm an滤波算法,对残差信号进行滤波,提高了被处理漂移信号的精度。实际测量数据的处理结果验证了该MEMS陀螺仪去漂移方法的有效性。     

多小波在光纤陀螺信号滤波中的应用研究

分析了光纤陀螺(FOG)信号噪声产生的原因,根据FOG信号零点漂移的不稳定性和随机性,在多小波多分辨率分析的基础上将多小波变换应用到FOG信号滤波处理中,并与标量小波多尺度分析进行了对比;理论分析和实验表明:多小波和标量小波都能在一定程度上抑制噪声对初始对准精度的影响,但多小波的滤波效果优于标量小波.     

光纤陀螺随机漂移辨识方法研究

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素.为了有效辨识出光纤陀螺随机漂移噪声的参数,采用了自相关函数、功率谱密度和Allan方差对实测陀螺数据进行分析.实验结果表明:自相关函数、功率谱密度和Allan方差都能有效辨识出陀螺输出信号中的角度随机游走噪声,只有Allan方差能辨识出其中的角速率随机游走噪声.功率谱...     

改进小波阈值法与极限学习机在MEMS陀螺误差补偿中的应用

MEMS陀螺随机误差是影响其精度的主要因素之一。针对MEMS陀螺随机误差的问题,提出一种基于改进的阈值函数的小波去噪结合极限学习机算法建模的补偿方法。通过改进小波阈值法提高去噪效果,然后由极限学习机构建MEMS陀螺误差补偿模型。通过实例研究,结果显示该方法能良好地补偿随机误差,与其他方法比较,具有更好的效果。     

光纤陀螺在船载天线上的应用

光纤陀螺在船载天线的稳定控制中承担着十分重要的作用,根据光纤陀螺的零偏、标度因数（SF）、随机游走系数（RWC）等关键指标可以对光纤陀螺划分精度等级。在光纤陀螺的应用方面,讨论了设计方法,比如：供电设计、接口设计以及陀螺输出的数字滤波器设计和数字调试中的可视化设计,同时也对陀螺环的数字化实现、复合控制设计以及PID调试的常用技术以及隔离度的计算及分配方法进行了阐述。     

阈值去噪与RBF神经网络在MEMS陀螺仪误差补偿中的应用

针对现有MEMS陀螺仪中随机误差较大,导致器件输出信噪比低进而影响其应用范围的现状,提出一种基于小波阈值去噪与梯度径向基( RBF)神经网络结合的MEMS陀螺漂移非平稳时间序列建模预测方法。首先采用Allan方差法分析了MEMS陀螺仪的主要随机误差,随后利用小波阈值去噪分离出MEMS陀螺误差模型中的白噪声及漂移误差,最后采用RBF神经网络对漂移数据进行建模。通过实验对文中所述的误差补偿方法进行验证,表明了方法的有效性,对于基于MEMS陀螺仪的惯导系统精度提高具有重要意义。