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用于航空航天、建筑、工業(yè)自動化等領域。加速度計動態(tài)模型為加速度信號測量提供了基礎，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)驗模態(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)的降噪方法能夠自適應分解信號，然而其在降噪過程中存在端點效應、模態(tài)混疊等問題，導致其降噪精度較低?；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中加速度計輸出信號間的相關性，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用價值。
　　本文在分析加速度計輸出信號小波系數(shù)相關性與噪聲的關系基礎上，提出了一種基于序列相關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信號小波系數(shù)間的相關性，將互相關系數(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，利用小波降噪預處理后的信號，得到頻率響應，然后利用加速度計諧振頻率附近的頻率響應進行參數(shù)辨識，通過排列熵判斷序列的復雜度，并調整加權最小二乘中的權重矩陣，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進行實驗驗證，結果表明，基于序列相關性和