[发明专利]一种基于细化谱分析的加速度计动态模型结构参数辨识的方法

摘要

本发明公开了一种基于细化谱分析的加速度计动态模型结构参数辨识的方法，属于信息技术信号处理及测控领域。通过加速度计绝对法冲击校准实验获取加速度计输入输出数据及数据截取；对所获得的输入输出数据进行离散傅里叶变换，确定加速度计频率响应估计；对频率响应估计进行分析，得到谐振频率一步估计值；利用频谱细化方法对谐振频率及零频附近区段细化，得到谐振幅值谐振频率及零频幅值二步估计值；利用模型参数与特征点坐标二步估计值关系，确定加速度计动态模型结构参数估计，实现基于细化谱分析的加速度计动态模型结构参数辨识。本方法简化了加速度计二阶动态模型参数辨识的过程，提高了频域内对加速度计进行建模和辨识的精度及计算效率。

主权项

1.一种基于细化谱分析的加速度计动态模型结构参数辨识的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，步骤一：通过加速度计绝对法冲击校准实验获取加速度计输入输出数据及数据截取；步骤二：对步骤一所获得的输入输出数据进行离散傅里叶变换，确定加速度计频率响应估计；对频率响应估计进行分析，得到谐振频率一步估计值；步骤三：利用频谱细化方法对谐振频率及零频附近区段细化，得到谐振幅值的二步估计值、谐振频率的二步估计值及零频幅值的二步估计值；步骤四：利用模型参数与特征点坐标二步估计值关系，确定加速度计动态模型结构参数估计，实现基于细化谱分析的加速度计动态模型结构参数辨识；所述步骤二，具体包括：利用步骤一所获得的输入加速度时间序列和加速度计输出时间序列，分别记为u(k)和y(k)，k＝0,1,2,...,N‑1，N为时间序列长度，k为离散数据序号；利用公式(1‑1)确定输入加速度离散频谱U(l)和加速度计输出离散频谱Y(l)，l为离散谱线序号，利用公式(1‑2)确定加速度计频率响应估计其中，其中，为U的共轭；利用公式(1‑3)确定Δf，确定横坐标序列f_s为采样频率；确定幅频特性纵坐标序列确定相频特性纵坐标序列其中，为频率响应估计的模，为频率响应估计的相角，所述相角单位为弧度；绘出加速度计频率响应估计曲线，确定幅值峰值点横坐标值，记为则即为加速度计谐振频率一步估计值；；所述步骤三，具体包括：以为中心频率，确定谐振频率附近频率响应特征区域λ为调整因子，取值为2～5；利用公式(1‑3)确定Δf；确定细化段数为L，确定细化离散频率序列利用公式(1‑4)分别确定细化后加速度计输入输出序列的离散傅里叶变换X_x(f)、Y_x(f)；利用公式(1‑5)确定谐振频率附近区段细化后的加速度计频率响应估计其中，为U_x的共轭；利用确定谐振频率附近区段频率响应幅值序列，搜索其中最大值以及该最大值所对应的频率值，即为谐振幅值及谐振频率二步估计值，分别记为与然后，采样相同方法对零频附近区段进行细化，确定零频附近区段频率响应幅值序列，搜索零频所对应的频率响应幅值，即为零频幅值二步估计值，记为