光纤陀螺信号的采集与处理

介绍了一种利用LABVIEW采集光纤陀螺输出信号的方法。通过PC机上的RS232接口与光纤陀螺相连,利用LABVIEW中的串行通信模块实现及对光纤陀螺数据的采集。分析了光纤陀螺的静态输出信号,为了抑制光纤陀螺随机噪声,利用五点三次平滑、数字滤波、小波变换分析法对光纤陀螺静态输出数据进行了滤波处理,利用Allan方差分析了各误差源的幅度,结果表明:小波阈值滤波的方法能够有效的补偿光纤陀螺的随机误差。     

基于前向线性预测和小波的FOG信号降噪算法研究

针对光纤陀螺输出信号的噪声,提出了一种处理该噪声的前向线性预测滤波与小波变换相结合的级联滤波方法,以前向线性预测滤波作为前段滤波器,采用DB4小波函数的强制阈值小波变换作为第二级滤波器。运用Allan方差法对级联滤波结果进行了分析,结果表明该级联滤波能取得较好的光纤陀螺信号降噪效果。     

光纤陀螺干扰信号探测

介绍了一种利用小波模极大值检测光纤陀螺干扰信号的方法。对实测的光纤陀螺干扰信号采用连续小波变换,通过分析小波变换模极大值线的特点,提出了光纤陀螺扰动信号探测的小波模极大值线方法,并进行了实验验证。结果表明：小波模极大值方法能够有效的对光纤陀螺干扰信号进行检测和定位。     

光纤陀螺仪建模技术初探

作为新一代的光学陀螺仪，光纤陀螺的性能决定着惯性参考系统的精度，为了提高光纤陀螺的精度，详细分析了陀螺随机漂移的统计特性，对实际采集的捷联陀螺漂移信号进行了分析、建模，同时采用kalman滤波，对陀螺随机漂移进行了补偿仿真，结果表明用ARMA模型描述陀螺随机漂移是合适的。     

光纤陀螺寻北仪原理及其应用

陀螺寻北仪作为一种定北装置,在军事和民用定向中应用愈来愈多。此文介绍了一种新型陀螺寻北仪——光纤陀螺仪。在对光纤陀螺仪作了简单介绍的基础上,阐述了光纤陀螺寻北仪的原理及其应用。     

光纤陀螺同步相关检测技术的设计与实现

光纤陀螺是一种典型的微弱信号检测系统。根据随机过程理论,针对陀螺噪声特点设计了数字闭环光纤陀螺实用的同步相关检测方案,并对陀螺干涉仪输出信号中出现的尖峰脉冲干扰,提出一种基于高速模拟开关的时域滤波方法。测试结果表明,此方法大大降低了陀螺的输出噪声,是将陀螺信号从强噪声中提取出来的有效手段。     

基于方位捷联平台的陀螺寻北技术及精度分析

讨论了基于方位捷联平台的陀螺寻北方案，与传统的捷联式平台不同，方位捷联平台仿真了当地的水平坐标系，并且平台的方位就是载体的方位。通过双位置方法准确计算出载体的方位角，并且抵消了陀螺的常值漂移对寻北精度的影响。分析了平台角误差和转位误差对寻北解算精度的影响。实践证明：此种方法成本低，操作方便，精度较高。     

基于DSP的光纤惯性测试组件嵌入式数据采集系统

针对光纤测试组件信号输出特点,设计一种基于DSP的光纤惯性测试组件的数据采集系统,实现对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储。针对光纤陀螺输出、温度以及加速度计输出等脉冲形式的信号,设计基于CPLD的脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样。针对加速度计温度输出为模拟信号的特点,基于24位的AD7738转换芯片通过DSP编程实现对加速度计温度信号AD转换和采集。设计了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤惯性测试组件各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理。     

微机械陀螺随机误差补偿研究

为了提高微机械陀螺使用精度,研究了随机漂移误差补偿方法。对静态陀螺输出数据进行预处理,提取出随机漂移数据,采用时序分析方法对其建立AR模型。基于模型设计Kalman滤波器,进行静态和动态仿真。结果表明：静态条件下滤波效果显著;动态条件下,滤波效果变差。针对此问题设计了标量因子时变的自适应Kalman滤波器,试验表明,此算法能够有效降低微机械陀螺的随机漂移。     

基于小波滤波和LSTM神经网络的船舶运动极短期预报研究

为了提高船舶运动极短期预报精度及预报时间长度,本文采用小波多分辨率分析方法,将含有噪声的船舶运动信号进行了多尺度小波变换,通过采用阈值函数法对各尺度下细节信号的小波系数进行处理,对小波分解层数、小波基函数、阈值处理方法进行了深入研究,并通过模型试验数据对滤波效果进行了验证分析,实现了船舶运动信号的小波滤波.进一步针对船舶运动的非线性特性,基于深度神经网络的非线性映射能力,建立了基于LSTM网络的多步直接映射船舶运动极短期预报模型,并采用滤波后的船舶运动数据进行了不同工况下的预报分析.结果表明,不同时间长度的预报与试验结果幅值和相位吻合较好,验证了所建立的极短期预报模型的可行性.     

船用光纤陀螺随机漂移分析与研究

随机漂移是影响船用光纤陀螺精度的主要因素。对随机漂移进行建模并在系统中加以补偿是提高船用光纤陀螺及其导航系统精度的关键。本文对可用于精密仪器随机漂移研究的Allan方差法加以改进,将数字信号处理中加窗函数的方法应用于计算Allan方差,解决了某些频段内由于频混造成的随机漂移表征不唯一的问题。通过对光纤陀螺实测数据进行计算,得出各种随机漂移的系数,实验证明这是对光纤陀螺随机漂移进行研究的有效方法。     

基于DSP的动调陀螺寻北导航系统的设计及实现

研究的寻北导航系统主要以动力调谐陀螺为敏感设备,创新地采用TMS320VC5402芯片作为主处理器构建寻北仪的计算机系统,取代通常构建系统时所用的PC机或单片机,并以CPLD为主要控制辅助组件设计并调试数据的采集、处理、输出、信息通信等硬件电路和相关软件,充分利用DSP快速运算、信息存储、逻辑判断和数据处理等能力完成多种控制任务,在实现寻北功能的同时又使系统的精度、控制和解算能力得到提升。     

The application of modeling and prediction with MRA wavelet network

As there are lots of non-linear systems in the real engineering, it is very important to do more researches on the modeling and prediction of non-llnear systems. Based on the muhi-resolution analysis (MRA) of wavelet theory, this paper combined the wavelet theory with neural network and established a MRA wavelet network with the scaling function and wavelet function as its neurons. From the analysis in the frequency domain, the results indicated that MRA wavelet network was better than other wavelet networks in the ability of approaching to the signals. An essential research was carried out on modeling and prediction with MRA wavelet network in the non-linear system. Using the lengthwise sway data received from the experiment of ship model, a model of offline prediction was estab lished and was applied to the short-time prediction of ship motion. The simulation results indicated that the forecasting model improved the prediction precision effectively, lengthened the forecasting time and had a better prediction results than that of AR linear model. The research indicates that it is feasible to use the MRA wavelet network in the short -time prediction of ship motion.     

一种基于航位推算的水下机器人导航算法

本文针对智能水下机器人(AUV)导航信息较少的特点,进行了基于航位推算的AUV导航系统研究.首先利用传感器信息进行了航位推算,然后建立了基于一阶时间相关函数的辛格模型,利用强跟踪卡尔曼滤波算法对推算结果进行了次最优估计,提高了系统的跟踪能力,改善了导航精度,同时对GPS数据进行了野值剔除.松花湖上的试验结果验证了算法的有效性.     

Research and implementation of digital detection method on closed loop FOG

In the strapdown inertial navigation system, the Fiber Optical Gyro(FOG) must have high precision to give accurate navigation information. In this paper, a digital closed loop detection method based on the ramp wave modulating technigue is introduced. DSP and FPGA have many advantages in digital signal processing. In the design, by using DSP,a complex arithmetic operation is completed to meet the needs of closed loop control of FOG within a short time. All kinds of control signals are produced easily by FPGA, under which DSP could work properly. Combining the DSP and FPGA,the detecting method is implemented successfully. In the end, the result of test and performance is given. From the result we can conclude that the precision of FOG is improved and the noises are limited to a low level.     

基于改进小波算法的舰炮齿轮箱故障特征提取

小波变换具有优良的时频分析特性,适合于提取齿轮箱等机械设备的故障特征。但是由于小波滤波器的频响应特性不理想,因此直接对信号进行小波变换会产生一定的虚假频率,从而影响故障特征提取的准确性。针对小波分析的混频现象,在深入分析该现象产生原因的基础之上提出一种改进算法,并给出了利用该算法提取故障特征的具体步骤,为舰炮齿轮箱故障特征提取提供了一个新途径。仿真结果表明,该方法能有效地消除混频现象,提高了故障特征提取的准确性。     

基于海流数据库的Kalman滤波在水下导航中的应用

定位精度对载体至关重要.提高定位精度有2种方式:一是增加高精度导航设备;二是利用数据处理方法.水下载体缺乏高精度的导航设备,但其又需要在水下保持长时间的精确航行.通过建立高精度的海流数据库,然后利用数据融合算法对水下导航信息进行处理来获得高精度的位置信息,该数据融合算法实质是基于海流数据库的Kalman 滤波.通过大量的仿真实验和海试证明,该算法具有很强的实用性和有效性.