基于GP-IB總線(xiàn)的加速度計(jì)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2 測(cè)試數(shù)據(jù)的處理
對(duì)于加速度計(jì)而言，隨著時(shí)間的推移其參數(shù)的穩(wěn)定性往往會(huì)發(fā)生比較明顯的變化。目前加速度計(jì)的穩(wěn)定期指標(biāo)為3個(gè)月，但一般很難保證每3個(gè)月就對(duì)加速度計(jì)進(jìn)行一次測(cè)試，因而得到的數(shù)據(jù)比較零亂，很難找到描述加速度計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)的規(guī)律，并且測(cè)試數(shù)據(jù)較少，也增加了描述其時(shí)間特性的難度。為解決這個(gè)問(wèn)題，采用插值法對(duì)獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且為防止插值后產(chǎn)生的加速度計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)的時(shí)間序列誤差較大且插值點(diǎn)不均勻的現(xiàn)象，通過(guò)兩次使用樣條函數(shù)進(jìn)行插值，擴(kuò)大了樣本容量，解決了小樣本難以建模的問(wèn)題。
現(xiàn)以加速度計(jì)的偏值系數(shù)為例來(lái)進(jìn)行分析，從2005年8月到2008年7月，對(duì)某型號(hào)加速度計(jì)進(jìn)行了多次測(cè)試，共取得了9組有效數(shù)據(jù)。首先，根據(jù)歷次測(cè)得的加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)，利用其靜態(tài)數(shù)學(xué)模型方程，計(jì)算出其性能指標(biāo)值，如表1所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/194460.htm
其次，以計(jì)算所得的性能指標(biāo)值為基本點(diǎn)，以3個(gè)月為單位選擇插值點(diǎn)進(jìn)行插值，這樣可以獲得加速度計(jì)歷次測(cè)試數(shù)據(jù)的樣本容量相對(duì)較小的一個(gè)基本時(shí)間序列，如表2所示，共得到3個(gè)插值點(diǎn)，這3個(gè)點(diǎn)與9個(gè)基本點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)新的基本時(shí)間序列。
很明顯，這個(gè)新建的時(shí)間序列樣本仍然較小，建模時(shí)很難得到一個(gè)準(zhǔn)確、完整的模型，無(wú)法正確預(yù)測(cè)加速度計(jì)性能參數(shù)的變化趨勢(shì)。因此，提出了二次樣條修正插值。在第一次插值所得時(shí)間序列的基礎(chǔ)上，利用三次樣條函數(shù)在每相鄰的兩個(gè)基本點(diǎn)之間再次進(jìn)行插值，即在相鄰的兩個(gè)基本點(diǎn)之間插入2個(gè)插值點(diǎn)，得到一個(gè)樣本容量為34的新的二次插值時(shí)間序列，插值結(jié)果如圖5所示。最后，針對(duì)插值后的序列，利用逆序檢驗(yàn)法進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，根據(jù)樣本的自相關(guān)函數(shù)和偏相關(guān)函數(shù)對(duì)建立的模型進(jìn)行識(shí)別，判斷階數(shù)，再根據(jù)現(xiàn)在和過(guò)去的數(shù)值，對(duì)將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行估計(jì)，預(yù)測(cè)值和真實(shí)值的比較如圖6所示，從圖中可以看出，做出的預(yù)測(cè)較為合理。
另外，在對(duì)加速度計(jì)時(shí)間序列進(jìn)行插值和預(yù)測(cè)分析時(shí)，帶入了一些誤差，為消除這些誤差，采用自適應(yīng)濾波方法，利用加速度計(jì)已有的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果做了相應(yīng)處理，從而使預(yù)測(cè)結(jié)果能更好地反映加速度計(jì)的實(shí)際狀況。
3 結(jié)束語(yǔ)
文中闡述了在加速度計(jì)性能測(cè)試系統(tǒng)中，利用數(shù)字電壓表技術(shù)，通過(guò)GPIB接口，在工控機(jī)的控制下完成微弱信號(hào)采集的一種方法，該系統(tǒng)具有較高的分辨率、良好的抗干擾性和較低的噪聲干擾等特性；并且利用該系統(tǒng)對(duì)某型導(dǎo)彈加速度計(jì)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，可以滿(mǎn)足加速度計(jì)信號(hào)高精度的要求。利用插值方法對(duì)歷次測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了擴(kuò)充，并建立了時(shí)間序列模型，通過(guò)模型分析和預(yù)測(cè)了加速度計(jì)各項(xiàng)性能參數(shù)的變化趨勢(shì)。
評(píng)論