高g值加速度傳感器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法的研究.pdf

1、高g值加速度傳感器是侵徹系統(tǒng)的核心器件，其動(dòng)態(tài)性能直接影響測(cè)試系統(tǒng)的性能。由于高g值加速度傳感器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其測(cè)量頻率上限受到限制，其工作頻帶不能完全覆蓋加速度信號(hào)的有效帶寬，從而導(dǎo)致侵徹測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)生較大的動(dòng)態(tài)誤差。為減少測(cè)試系統(tǒng)誤差，提高測(cè)試系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，所以有必要對(duì)高g值加速度傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，拓寬其工作頻帶。本文針對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法做了一系列研究。
　　首先對(duì)于線性補(bǔ)償方法，從建模誤差以及輸入噪聲兩個(gè)角度仿真分析了基

2、于零極點(diǎn)相消法的補(bǔ)償效果。結(jié)果顯示幅值誤差與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償后頻帶寬度關(guān)聯(lián)不大。
　　其次對(duì)于非線性補(bǔ)償方法，研究了基于BP、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償方法。以傳感器輸出信號(hào)為原型，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，以校準(zhǔn)系統(tǒng)的激勵(lì)源信號(hào)即傳感器輸入信號(hào)作為網(wǎng)絡(luò)的期望輸出。訓(xùn)練過(guò)程中由于權(quán)值訓(xùn)練精度不夠理想以及訓(xùn)練步數(shù)較長(zhǎng)等缺點(diǎn)，導(dǎo)致補(bǔ)償過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，補(bǔ)償后系統(tǒng)頻帶平緩段較短，補(bǔ)償結(jié)果不理想。由此提出改進(jìn)型變尺度法(L-BFGS)與徑向基函數(shù)(RBF)神

3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合算法，并在補(bǔ)償系統(tǒng)后增加實(shí)時(shí)性較好的卡爾曼濾波算法，減少輸入噪聲影響。通過(guò)比較三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的補(bǔ)償模型，分析結(jié)果顯示與改進(jìn)型變尺度法結(jié)合的RBF網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償算法具有全局穩(wěn)定，輸入噪聲影響較小，補(bǔ)償效果更好等優(yōu)點(diǎn)。
　　最后將與改進(jìn)型變尺度法(L-BFGS)相結(jié)合的徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于AYZ-4-120K高g值加速度傳感器上。先采用高沖擊臺(tái)校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)其動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，然后對(duì)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)預(yù)處理。將預(yù)處理后的AYZ-4