光纖陀螺實(shí)時(shí)去噪技術(shù)及其測(cè)試分析平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、光纖陀螺是一種新型角速率傳感器，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)電陀螺，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件和磨損部件，具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、體積小、質(zhì)量輕、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、啟動(dòng)快速、頻帶范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等領(lǐng)域。 光纖陀螺由于工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作環(huán)境影響，輸出信號(hào)中包含大量的隨機(jī)噪聲。通過數(shù)字信號(hào)處理的方法對(duì)光纖陀螺信號(hào)進(jìn)行去噪，是提高其測(cè)量精度的一種有效措施。傳統(tǒng)去噪方法是基于經(jīng)典濾波理論的信號(hào)與噪聲譜不重疊的觀點(diǎn)，通過設(shè)置低通、高通

2、等濾波器來剔除濾波器頻帶以外的噪聲，當(dāng)信號(hào)與噪聲譜重疊較嚴(yán)重時(shí)，難以達(dá)到較好的去噪效果。另外，光纖陀螺由于個(gè)體差異，使用前必須對(duì)其各項(xiàng)性能之標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。傳統(tǒng)的測(cè)試方法主要利用人工手動(dòng)完成，效率較低，工作量大。 針對(duì)以上問題，本文首先對(duì)光纖陀螺性能評(píng)估和測(cè)試方法進(jìn)行了全面總結(jié)和分析。對(duì)光纖陀螺時(shí)間序列建模理論進(jìn)行了深入研究，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了卡爾曼濾波在光纖陀螺信號(hào)去噪中的應(yīng)用。同時(shí)本文對(duì)小波變換和閾值去噪理論進(jìn)行了深入的研究，并

3、從工程應(yīng)用的角度出發(fā)對(duì)基于滑動(dòng)時(shí)窗的實(shí)時(shí)小波去噪方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出一種快速小波分解方法，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)小波去噪在光纖陀螺信號(hào)去噪中的應(yīng)用。通過大量實(shí)驗(yàn)分析和比較，驗(yàn)證了兩種去噪方法具有較好的實(shí)時(shí)性和去噪效果。 在上述理論研究的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了光纖陀螺測(cè)試分析平臺(tái)方案，并選用圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW作為開發(fā)工具，研究并實(shí)現(xiàn)了光纖陀螺測(cè)試分析平臺(tái)。該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)光纖陀螺性能標(biāo)定、性能分析、實(shí)時(shí)信號(hào)去噪等功能，同時(shí)可以完