CN106500551B - 一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法 - Google Patents

一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及主动半捷联惯性测量系统，具体是一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法。本发明解决了主动半捷联惯性测量系统因转子振动噪声导致测量精度降低的问题。一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤S1：分别采集到系统的Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据、光电编码器输出的相对转角数据；步骤S2：对光电编码器输出的相对转角数据进行微分；步骤S3：对电机转速数据进行分段；步骤S4：对比力数据进行分段；步骤S5：对各个比力数据片段进行低通滤波；步骤S6：对各个比力数据片段进行拼接。本发明适用于主动半捷联惯性测量系统。

Description

一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法
技术领域
本发明涉及主动半捷联惯性测量系统，具体是一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法。
背景技术
主动半捷联惯性测量系统是一种用于测量高旋弹药姿态的系统，其广泛应用于常规高旋弹药的测试中（参见中国专利ZL 201110025530.8）。在制造主动半捷联惯性测量系统时，由于机械加工和安装误差等原因，系统的转子容易出现不对中的问题，由此带来如下问题：当系统运行时，由于弹体高速旋转，转子的不对中会导致转子在径向上产生振动噪声（径向振动噪声的表现形式为：由白噪声和噪声瞬时频率为电机转速二倍的二次谐波组成，在转速极高时振动噪声中还存在三次谐波甚至更高的高次谐波），该振动噪声会叠加到系统的MIMU（微惯性测量组合）的输出上，由此导致MIMU的姿态解算精度降低，从而导致系统的测量精度降低。基于此，有必要发明一种能够抑制上述振动噪声的方法，以解决主动半捷联惯性测量系统因转子振动噪声导致测量精度降低的问题。
发明内容
本发明为了解决主动半捷联惯性测量系统因转子振动噪声导致测量精度降低的问题，提供了一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤S1：当主动半捷联惯性测量系统运行时，利用硬件电路分别采集到系统的Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据、光电编码器输出的相对转角数据；
步骤S2：对光电编码器输出的相对转角数据进行微分，由此得到系统的电机转速数据；
步骤S3：设定初始时间间隔为1s，并以初始时间间隔对电机转速数据进行分段，由此得到若干个电机转速数据片段；然后调节时间间隔，直到各个电机转速数据片段中的最大电机转速小于最小电机转速的两倍，此时记录各个电机转速数据片段的数据点位置，并检索出各个电机转速数据片段中的最小电机转速；
步骤S4：根据各个电机转速数据片段的数据点位置，分别对Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据进行分段，由此分别得到Y轴加速度计输出的若干个比力数据片段、Z轴加速度计输出的若干个比力数据片段；
步骤S5：以各个电机转速数据片段中的最小电机转速所对应频率的两倍为截止频率，分别对Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段进行低通滤波；
步骤S6：分别对Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段进行拼接，由此分别还原出Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据。
本发明所述的一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法通过利用多传感器组合（Y轴加速度计、Z轴加速度计、光电编码器）、数据分段、低通滤波、数据拼接等一系列技术手段，有效抑制了转子在径向上产生的振动噪声，由此有效避免了该振动噪声叠加到MIMU的输出上，从而有效提高了MIMU的姿态解算精度，进而有效提高了系统的测量精度。
本发明有效解决了主动半捷联惯性测量系统因转子振动噪声导致测量精度降低的问题，适用于主动半捷联惯性测量系统。
附图说明
图1是本发明步骤S2中电机转速数据的示意图。
图2是本发明步骤S3中对电机转速数据进行分段的示意图。
具体实施方式
一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤S1：当主动半捷联惯性测量系统运行时，利用硬件电路分别采集到系统的Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据、光电编码器输出的相对转角数据；
步骤S2：对光电编码器输出的相对转角数据进行微分，由此得到系统的电机转速数据；
步骤S3：设定初始时间间隔为1s，并以初始时间间隔对电机转速数据进行分段，由此得到若干个电机转速数据片段；然后调节时间间隔，直到各个电机转速数据片段中的最大电机转速小于最小电机转速的两倍，此时记录各个电机转速数据片段的数据点位置，并检索出各个电机转速数据片段中的最小电机转速；
步骤S4：根据各个电机转速数据片段的数据点位置，分别对Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据进行分段，由此分别得到Y轴加速度计输出的若干个比力数据片段、Z轴加速度计输出的若干个比力数据片段；
步骤S5：以各个电机转速数据片段中的最小电机转速所对应频率的两倍为截止频率，分别对Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段进行低通滤波；
步骤S6：分别对Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段进行拼接，由此分别还原出Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据。
所述步骤S2中，各个电机转速数据片段中的最小电机转速是利用matlab软件中的min（）函数检索出的。
所述步骤S6中，Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段是利用matlab软件进行拼接的。

Claims (3)

1.一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤S1：当主动半捷联惯性测量系统运行时，利用硬件电路分别采集到系统的Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据、光电编码器输出的相对转角数据；
步骤S2：对光电编码器输出的相对转角数据进行微分，由此得到系统的电机转速数据；
步骤S3：设定初始时间间隔为1s，并以初始时间间隔对电机转速数据进行分段，由此得到若干个电机转速数据片段；然后调节时间间隔，直到各个电机转速数据片段中的最大电机转速小于最小电机转速的两倍，此时记录各个电机转速数据片段的数据点位置，并检索出各个电机转速数据片段中的最小电机转速；
步骤S4：根据各个电机转速数据片段的数据点位置，分别对Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据进行分段，由此分别得到Y轴加速度计输出的若干个比力数据片段、Z轴加速度计输出的若干个比力数据片段；
步骤S5：以各个电机转速数据片段中的最小电机转速所对应频率的两倍为截止频率，分别对Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段进行低通滤波；
步骤S6：分别对Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段进行拼接，由此分别还原出Y轴加速度计输出的比力数据、Z轴加速度计输出的比力数据。
2.根据权利要求1所述的一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法，其特征在于：所述步骤S3中，各个电机转速数据片段中的最小电机转速是利用matlab软件中的min（）函数检索出的。
3.根据权利要求1所述的一种主动半捷联惯性测量系统转子振动噪声分析抑制方法，其特征在于：所述步骤S6中，Y轴加速度计输出的各个比力数据片段、Z轴加速度计输出的各个比力数据片段是利用matlab软件进行拼接的。
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