基于惯性传感器车辆动态称重信号的研究

针对车辆动态称重中易受到噪声干扰从而影响测量精度的问题，根据惯性传感器的特点，该文分析了惯性传感器测量车辆经过时产生振动信号的过程，结合车辆动态称重的信号特点，提出EEMD的改进小波阈值降噪算法。为验证算法的适用性，将基于EEMD的改进小波阈值降噪算法与小波阈值降噪算法进行对比，实验结果表明，基于EEMD的改进小波阈值降噪算法对车辆动态称重信号具有较好的去噪效果，可提高系统测量的精度与准确性。     

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.     

基于小波和长短时记忆的IMU去噪方法

针对MEMS IMU误差累积问题,在对误差分析建模的基础上,利用其高低频和时序特性,研究了一种小波变换和长短时记忆神经网络相结合的去噪方法。首先通过Allan方差分析IMU输出误差特性,构造误差模型,其次借助小波变换将IMU误差分解为高低频成分,分别利用小波阈值去噪和长短时记忆网络建模来降低噪声。最后以小波重构方法得到去噪后的IMU测量值,将此方法应用于6D激光标靶和IMU组合测量系统的姿态解算,经过比对实验,能够有效分离随机误差频率特性,进一步消除高频噪声,优化姿态误差,提升组合系统动态性能。     

一种用于磁流体陀螺微弱信号检测的小波降噪方法研究

新型磁流体陀螺可以同时满足卫星微角颤振在轨测量的亚微弧度测量精度及千赫兹带宽的技术要求,优于当前卫星系统中所用陀螺,是用于卫星微角颤振测量的理想传感器。但是其输出信号极其微弱并且淹没在大量噪声中导致无法有效地实现检测角速度的功能。提出了一种基于自相关的小波阈值去噪算法提取微弱信号。该方法通过计算小波分解各层细节分量的自相关系数,自动确定最优小波分解层数,并通过该自相关系数选择最优去噪阈值。对传统阈值去噪算法与所提出的改进小波算法进行了对比实验,实验结果表明该方法能将输出信号信噪比提高7 dB~10 dB,适用于所设计的磁流体陀螺微弱信号的检测提取。     

一种MEMS陀螺仪的标定方法研究

微机电系统(MEMS)陀螺仪的测量误差是影响微惯性导航系统精度的重要因素.为了提高微惯性导航系统的精度,提出了一种利用三轴转台完成MEMS陀螺仪的标定方法.根据MEMS陀螺仪的误差模型,设计了标定试验方案和误差模型参数的辨识方法,并通过小波阈值去噪的方法对陀螺的输出数据进行去噪处理.试验与仿真对比分析结果表明:经误差补偿和去噪后MEMS陀螺仪的测量精度提高1～2个数量级,同时验证了该标定方法的正确性、有效性.     

用多项式预测滤波消噪的传感器动态特性辨识

在利用传感器进行动态测量时,为了得到精确的测量结果,需要建立传感器动态特性的数学模型,传感器动态特性可以通过系统辨识得到.但是,测量噪声的存在,使得辨识得到的传感器动态特性与实际动态特性存在一定误差,影响到测量系统的精度.为了解决该问题,本文讨论了多项式预测滤波和中值滤波相结合的方法对传感器输出信号进行滤波消噪.然后,利用消噪后的信号,通过系统辨识方法建立传感器动态特性的数学模型.研究表明,采用本文研究的方法可以克服测量噪声对传感器动态特性辨识的影响,并将该方法用于薄膜热电偶的动态特性辨识.     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

提升小波改进阈值算法在输气管道泄漏信号降噪处理中的应用

输气管道的泄漏检测对保障其管道的正常运行具有重要意义,但是在实际工作中,传感器检测到的信号会受到噪声的干扰。为了提高管道泄漏检测精度,采用一种不依赖于傅里叶变换的提升小波变换方法,并引入改进阈值函数对信号进行降噪处理,分别对比不同小波基函数,不同分解尺度利用改进阈值算法的降噪效果,确认db5小波函数作为最优提升小波函数,并对信号进行四层分解的信号处理信噪比最高,最后利用现场实验采集到的负压波信号进行传统小波去噪和提升小波改进阈值算法去噪的效果对比,其结果表明提升小波改进阈值算法的去噪效果优于传统小波算法的去噪效果,在管道泄漏检测的信号降噪中具有良好的应用价值。     

基于STF和小波阈值去噪的无人直升机故障诊断

针对微小型无人直升机传感器工作环境恶劣,易出现性能不稳定并引发故障,且受噪声干扰较大的问题,提出了基于强跟踪滤波器(STF)和小波阈值去噪相结合的故障诊断方法.利用强跟踪滤波理论,将系统的参数扩展为状态变量,构造故障观测器,得到系统状态与参数的联合估计,同时采用小波阈值去噪方法对进入滤波器中的量测信息进行实时去噪处理,提高估计精度,实现了故障的实时诊断.通过微小型无人直升机在悬停飞行状态下的仿真实验,证明了该方法的有效性.     

激光位移传感器在角度测量中的应用

激光位移传感器因其较高的测量精度和非接触测量特性,可应用在很多方面,将其用在测量工件的角度上能够实现角度的高精度测量.通过步进电机带动激光位移传感器扫描二面角的2个面,然后对测量的数据采用Matlab程序做最小二乘拟合,得到二面角两边的斜率,从而求出角度.实验中采用的位移传感器分辨率为0.3 μm,导轨和步进电机重复定位精度高于3 μm,则测量角度的精度高于1".