基于小波變換的加速度計信號降噪及參數(shù)辨識方法研究.pdf

1、加速度計是用于測量載體運動方向加速度的傳感器，由于其測量的方便及可靠性被廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。加速度計動態(tài)模型為加速度信號測量提供了基礎(chǔ)，實現(xiàn)其模型的參數(shù)辨識，能夠描述加速度計的動態(tài)特性，從而提高加速度測量信號的精度。然而，加速度計測量信號容易受到噪聲和低頻非線性的影響，加速度計測量信號中的噪聲，制約了其動態(tài)模型參數(shù)辨識的準(zhǔn)確性。濾除加速度計信號中的噪聲，能夠有效地對提高加速度計信號分析精度及加速度計動態(tài)模型參數(shù)辨

2、識精度。現(xiàn)有的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)的降噪方法能夠自適應(yīng)分解信號，然而其在降噪過程中存在端點效應(yīng)、模態(tài)混疊等問題，導(dǎo)致其降噪精度較低?；谛〔ㄗ儞Q的信號降噪方法通過從多分辨率分析測量信號，獲取測量信號的噪聲部分，并實現(xiàn)有效濾除。然而，該方法過度依賴測量信號的單一性，并沒有充分考慮加速度計比較法沖擊激勵校準(zhǔn)中加速度計輸出信號間的相關(guān)性，降噪精度因此受到制約。因此，研究基于小波變

3、換的加速度計信號降噪及參數(shù)辨識方法，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文在分析加速度計輸出信號小波系數(shù)相關(guān)性與噪聲的關(guān)系基礎(chǔ)上，提出了一種基于序列相關(guān)性和小波變換的加速度計信號降噪方法，利用同一激勵下不同加速度計響應(yīng)信號小波系數(shù)間的相關(guān)性，將互相關(guān)系數(shù)引入小波閾值降噪的閾值計算過程中，能夠有效降低加速度計輸出信號中的噪聲，降低噪聲對加速度計頻率響應(yīng)函數(shù)估計精度的影響。
　　針對加速度計的測量噪聲及其頻率響應(yīng)函數(shù)中低頻非線

4、性模態(tài)對其動態(tài)模型參數(shù)辨識精度的影響，提出一種基于小波降噪和加權(quán)最小二乘的加速度計動態(tài)模型參數(shù)頻域辨識方法，利用小波降噪預(yù)處理后的信號，得到頻率響應(yīng)，然后利用加速度計諧振頻率附近的頻率響應(yīng)進行參數(shù)辨識，通過排列熵判斷序列的復(fù)雜度，并調(diào)整加權(quán)最小二乘中的權(quán)重矩陣，能夠有效降低測量噪聲和低頻非線性對參數(shù)辨識結(jié)果的影響，提高了參數(shù)辨識精度。
　　利用MATLAB仿真平臺和加速度計比較法沖擊激勵校準(zhǔn)進行實驗驗證，結(jié)果表明，基于序列相關(guān)性和