CN113625214B - 一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法及系统，所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法包括磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计、磁力计高频电磁干扰诊断处理和磁力计持续性电磁干扰诊断处理三个步骤。所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法通过上述三个步骤能够有效处理幅值、频率及分布不确定性的高频电磁干扰，并且还可以不依赖系统模型就能准确诊断并处理持续性电磁干扰。与现有方法相比，本发明针对两大类磁力计电磁干扰均能较好的进行诊断和滤波处理，从而得到磁力计姿态解算数据的最优估计值，提高系统运行的稳定性和安全性。

Description

一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法及系统

技术领域

本发明涉及磁力计校正领域，尤其涉及一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法及系统。

背景技术

随着工业技术的不断发展，系统的安全性和可靠性越来越引起人们的重视，传感器数据诊断和滤波方法受到了国内外学者的广泛关注。磁力计是用于测量磁场的传感器，常应用于机器和设备的姿态角测量，其测量原理是通过对三轴地磁场的测量，再经过相应的姿态解算算法，测量出系统姿态角，例如无人机和智能车等设备利用磁力计进行偏航角解算等。然而电机旋转、机器运转或各类电子设备的运行均会由于电磁效应产生电磁场，导致各类工业现场或电子仪器设备附近产生复杂的电磁干扰信号，从而使磁力计的姿态解算出现误差甚至错误数据，很大程度的影响相应系统运行的稳定性，因此针对磁力计电磁干扰的滤波和处理方法的研究具有重要意义。

现有的传感器数据滤波方法有互补滤波法、卡尔曼滤波法等，传感器数据诊断方法有基于事件触发机制的传感器故障诊断方法、基于状态观测器的传感器故障估计方法等。现有技术的缺点有：磁力计电磁干扰可分为高频和持续性两大类，传感器数据滤波方法均是针对高频噪声进行滤波，互补滤波通过噪声的频率设置滤波参数，卡尔曼滤波根据噪声协方差自动调整滤波参数，然而磁力计电磁干扰具有幅值、频率及分布的不确定性，因此上述方法无法将磁力计的高频电磁干扰很好的过滤掉。

而对于持续性电磁干扰，可以看做传感器数据故障，基于事件触发机制的传感器故障诊断方法通常是通过状态观测器对系统状态的残差设计事件触发机制，无法准确的估计出传感器故障情况，不适应与磁力计持续性电磁干扰诊断，而基于状态观测器的传感器故障估计方法通常需要准确的知道系统的输入、输出及外扰的系统状态方程，严重依赖系统模型，实际应用性较低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，及磁力计电磁干扰诊断滤波系统，以解决现有技术不能保证磁力计在复杂的电磁干扰环境中稳定运行的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，包括以下步骤：

磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计，将系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声作为扩张阶状态，通过非线性扩张状态观测器进行观测，并通过计算得到电磁干扰及传感器测量噪声的数据；

磁力计高频电磁干扰诊断处理，将磁力计的高频电磁干扰分为大于传感器的测量噪声部分m_a和与传感器的测量噪声相近部分m_b两部分，分别对大于传感器的测量噪声部分m_a和与传感器的测量噪声相近部分m_b两部分进行处理；

磁力计持续性电磁干扰诊断处理；

输出诊断后数据。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法中，所述系统输出信号包括磁力计输出的角度数据和陀螺仪输出的角加速度数据，所述传感器包括磁力计和陀螺仪。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法中，所述磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计步骤包括以下步骤：

令系统偏航通道的未知模型为未知系统外扰为w(t)，偏航角为x(t)，系统磁力计输出的偏航角为y_m(t)，陀螺仪输出的偏航角速度为y_g(t)，磁力计的测量噪声为d₁(t)，陀螺仪的测量噪声为d₂(t)，其中磁力计还存在电磁干扰m(t)，令y_mk和y_gk分别为y_m(t)和y_g(t)扩张阶；

则有：

则分别使用三阶和二阶的非线性扩张状态观测器对系统输出y_m(t)和y_g(t)的各阶导和扩张阶进行观测，令n₃为的观测值与/>的观测值之差，则可得到：

令：

再令：

使用互补滤波器进行计算，即：

则得到电磁干扰及传感器测量噪声的n₃(t)的三阶数据。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法中，在所述磁力计高频电磁干扰诊断处理步骤中，大于传感器的测量噪声部分m_a通过设计事件触发机制一进行处理，与传感器的测量噪声相近部分通过自适应互补滤波器进行处理m_b；

所述事件触发机制一根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据设置。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法中，所述事件触发机制一为判断磁力计输出的数据是否存在超过预设幅值的高频电磁干扰，包括以下步骤：令磁力计偏航角输入到系统中的数据仅在t_k时刻更新，设计事件触发机制一的时间序列t_k为：

则

y₁(t)＝y₁(t_k)，t∈[t_k,t_k+1)；

若磁力计输出的数据大于y₁(t)，则磁力计输出的数据存在超过预设幅值的高频电磁干扰，则将大于传感器的测量噪声部分m_a过滤。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法中，所述自适应互补滤波器通过以下步骤获得：

令权重系数为α，计算参数的自适应律，所述自适应律为：

根据自适应律选择自适应互补滤波器，并通过自适应互补滤波器进行滤波，将与传感器的测量噪声相近部分m_b过滤。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法中，所述磁力计持续性电磁干扰诊断处理包括以下步骤：

设置事件触发机制二，事件触发机制二用于判断持续性电磁干扰是否存在；令持续性电磁干扰存在时m_c(t)＝1，则不存在时m_c(t)＝0；

再令，事件触发机制二的时间序列t_k+1为：

设置事件触发机制三和事件触发机制四，所述事件触发机制三由持续性电磁干扰的出现触发，且事件触发机制三用于判断持续性电磁干扰是否出现；所述事件触发机制四用于判断持续性电磁干扰是否消失，且事件触发机制四由持续性电磁干扰的消失触发，令在时刻更新为0，在时刻更新为1，初始时刻为0；

令事件触发机制三时间序列为：

令事件触发机制四时间序列为：

通过所述事件触发机制二、触发机制三和事件触发机制四，对持续性电磁干扰诊断识别并处理。

本发明还提供了一种磁力计电磁干扰诊断滤波系统，应用上述的磁力计电磁干扰诊断滤波方法，所述磁力计电磁干扰诊断滤波系统包括：

电磁干扰及传感器测量噪声的数据模块，包括非线性扩张状态观测器和互补滤波器；

所述非线性扩张状态观测器对扩张阶状态进行观测；所述扩张阶状态包括系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声；所述互补滤波器根据非线性扩张状态观测器的观测结果，计算电磁干扰及传感器测量噪声的数据；

高频电磁干扰诊断处理模块，根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据，识别并处理高频电磁干扰；

持续性电磁干扰诊断处理模块，用于识别并处理持续性电磁干扰。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波系统中，所述高频电磁干扰诊断处理模块包括事件触发模块一和自适应互补滤波器；

所述事件触发模块一根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据，识别并分离含有远大于传感器测量噪声部分m_a的高频噪声；所述自适应互补滤波器识别并分离含有与传感器的测量噪声相近部分m_b的高频噪声。

本发明其中的一个技术方案可以具有以下有益效果：

与现有技术相比，一方面本发明使用不依赖于系统模型的非线性扩张状态完成磁力计电磁干扰和噪声观测，且针对高频电磁干扰设计事件触发机制及自适应互补滤波器，进行先诊断再滤波，针对幅值、频率及分布不确定性的高频电磁干扰具有很好的滤波效果；另一方面，本发明设计的事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四可以针对各类持续性电磁干扰进行识别并处理，使磁力计在各种复杂的电磁干扰环境中稳定运行。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例的步骤示意图；

图2是本发明其中一个实施例的整体框图；

图3是本发明其中一个实施例中磁力计电磁干扰诊断滤波系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参照图1和图2，本发明提供了一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，包括以下步骤：

磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计，将系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声作为扩张阶状态，通过非线性扩张状态观测器进行观测，并通过计算得到电磁干扰及传感器测量噪声的数据；

磁力计高频电磁干扰诊断处理，将磁力计的高频电磁干扰分为大于传感器的测量噪声部分m_a和与传感器的测量噪声相近部分m_b两部分，分别对大于传感器的测量噪声部分m_a和与传感器的测量噪声相近部分m_b两部分进行处理；

磁力计持续性电磁干扰诊断处理；

输出诊断后数据。

本发明的具体技术方案针对含有高频电磁干扰和持续性电磁干扰的复杂环境，为磁力计提出了电磁干扰诊断滤波方法，具体包括磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计、磁力计高频电磁干扰诊断处理和磁力计持续性电磁干扰诊断处理三个步骤。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波方法通过上述三个步骤能够有效处理幅值、频率及分布不确定性的高频电磁干扰，并且还可以不依赖系统模型就能准确诊断并处理持续性电磁干扰。与现有方法相比，本发明针对两大类磁力计电磁干扰均能较好的进行诊断和滤波处理，从而得到磁力计姿态解算数据的最优估计值，提高系统运行的稳定性和安全性。

具体地，所述系统输出信号包括磁力计输出的角度数据和陀螺仪输出的角加速度数据，所述传感器包括磁力计和陀螺仪。

磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计的步骤中，根据磁力计输出的角度数据和陀螺仪输出的角加速度数据，利用非线性扩张状态观测器及互补滤波器完成。

具体地，所述磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计步骤包括以下步骤：

令系统偏航通道的未知模型为未知系统外扰为w(t)，偏航角为x(t)，系统磁力计输出的偏航角为y_m(t)，陀螺仪输出的偏航角速度为y_g(t)，磁力计的测量噪声为d₁(t)，陀螺仪的测量噪声为d₂(t)，其中磁力计还存在电磁干扰m(t)，令和/>分别为y_m(t)和y_g(t)扩张阶；

则有：

则分别使用三阶和二阶的非线性扩张状态观测器对系统输出y_m(t)和y_g(t)的各阶导和扩张阶进行观测，令n₃为的观测值与/>的观测值之差，则可得到：

令：

再令：

使用互补滤波器进行计算，即：

则得到电磁干扰及传感器测量噪声的n₃(t)的三阶数据。

非线性扩张状态观测器的作用是将系统的未知模型和未知外扰等不确定部分扩张成一个新的状态，然后通过系统的输入-输出的数据，设计观测器去对系统的输出信号、输出信号的各阶导数以及扩张状态即系统的总扰进行观测。

在本发明的技术方案中，将系统的系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声作为扩张阶状态，然后利用非线性扩张状态观测器进行观测。

以偏航角为例，系统偏航通道的未知模型为未知系统外扰为w(t)，偏航角为x(t)，系统磁力计输出的偏航角为y_m(t)，陀螺仪输出的偏航角速度为y_g(t)，磁力计的测量噪声为d₁(t)，陀螺仪的测量噪声为d₂(t)，其中磁力计还存在电磁干扰m(t)，令/>和/>分别为y_m(t)和y_g(t)扩张阶；

则有：

分别使用三阶和二阶的非线性扩张状态观测器对系统输出y_m(t)和y_g(t)的各阶导和扩张阶进行观测,令n₃为的观测值与/>的观测值之差，则可以近似的得到

再令

令

使用互补滤波器进行计算，即

因此就得到有关电磁干扰及磁力计和陀螺仪观测噪声n₃(t)的三阶数据，作后续磁力计高频电磁干扰诊断处理步骤的使用。除偏航角外，运动系统中俯仰角和滚转角都可以使用这些上述公式进行电磁干扰诊断滤波。

具体地，在所述磁力计高频电磁干扰诊断处理步骤中，大于传感器的测量噪声部分m_a通过设计事件触发机制一进行处理，与传感器的测量噪声相近部分通过自适应互补滤波器进行处理m_b；

所述事件触发机制一根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据设置。

在本发明的技术方案中，使用先诊断后滤波的方法处理高频电磁干扰，将磁力计的高频电磁干扰分为远大于传感器测量噪声部分m_a和与传感器测量噪声相近部分m_b两部分，分别通过设计事件触发机制一和自适应互补滤波器进行处理。

事件触发机制(ETM)常用于减少计算和通信资源，可以大幅减少对系统资源的占用，与时间触发机制的周期性采样方式不同，事件触发机制是通过设定事件触发条件来确定数据的处理方式。本发明通过设置事件触发机制一判断磁力计数据是否存在幅值过大、难以处理的高频电磁干扰。

事件触发机制一用于对大幅值干扰信号的诊断过滤，自适应互补滤波器中的自适应律也是针对噪声干扰的幅值(n₁)进行设计。本发明使用不依赖于系统模型的非线性扩张状态完成磁力计电磁干扰和噪声观测，且针对高频电磁干扰设计事件触发机制及自适应互补滤波器，进行先诊断再滤波，针对幅值、频率及分布不确定性的高频电磁干扰具有很好的滤波效果。

进一步地，所述事件触发机制一为判断磁力计输出的数据是否存在超过预设幅值的高频电磁干扰，包括以下步骤：令磁力计偏航角输入到系统中的数据仅在t_k时刻更新，设计事件触发机制一的时间序列t_k为：

则

y₁(t)＝y₁(t_k)，t∈[t_k,t_k+1)；

若不满足事件触发机制一，则磁力计输出的数据存在超过预设幅值的高频电磁干扰，则将大于传感器的测量噪声部分m_a过滤。

不满足事件触发机制一即不满足n₃ ²-δ₁y₂ ²≤δ₂，即n₃ ²-δ₁y₂ ²大于δ₂。

由于高频噪声具有持续时间短、随机性、突变性等特点，因此通过高频噪声的微分阶可以很好的将高频噪声分离出来，因此使用n₃(t)来设计事件触发机制一，可以将含有m_a(即被电磁干扰污染严重)的磁力计数据识别并分离出来。同时不可忽略的是，n₃(t)是由非线性扩张观测器观测所得，而观测器的观测误差必然存在一个收敛过程，且易知当系统状态变化越快时其收敛过程所导致的观测误差也越大，则令磁力计偏航角输入到系统中的数据仅在t_k时刻更新，即y₁(t)＝y₁(t_k)，t∈[t_k,t_k+1)，则设计事件触发机制一的时间序列t_k可以定义为：

通过上述事件触发机制，就可以把被高频电磁干扰严重污染的磁力计数据过滤掉。

而对于m_b，由于其与传感器噪声相近，因此只需要将其当成普通高频噪声进行滤波即可。

更进一步地，所述自适应互补滤波器通过以下步骤获得：

令权重系数为α，计算参数的自适应律，所述自适应律为：

根据自适应律选择自适应互补滤波器，并通过自适应互补滤波器进行滤波，将与传感器的测量噪声相近部分m_b过滤。

本发明使用自适应互补滤波器进行滤波。普通的互补滤波器利用两个传感器测量噪声频段互补的特性进行传感器数据融合滤波，但是当磁力计高频电磁干扰的存在时，磁力计的传感器电磁干扰噪声及测量噪声的频率具有很强的不确定性，因此权重系数α难以确定，若α较大时其滤波效果较差，α较小时磁力计对陀螺仪零偏的修正效果不佳，且低通滤波器阻带衰减较慢，因此固定参数的互补滤波器滤波难以达到在所有情况的最优估计值，滤波效果不佳。因此，在本发明的技术方案中，使用设计参数的自适应律上述公式用于自适应调整互补滤波器的权重系数，从而改进互补滤波器的滤波效果，提出自适应互补滤波器。

具体地，所述磁力计持续性电磁干扰诊断处理包括以下步骤：

设置事件触发机制二，事件触发机制二用于判断持续性电磁干扰是否存在；令持续性电磁干扰存在时m_c(t)＝1，则不存在时m_c(t)＝0；

再令，事件触发机制二的时间序列t_k+1为：

设置事件触发机制三和事件触发机制四，所述事件触发机制三由持续性电磁干扰的出现触发，且事件触发机制三用于判断持续性电磁干扰是否出现；所述事件触发机制四用于判断持续性电磁干扰是否消失，且事件触发机制四由持续性电磁干扰的消失触发，令在时刻更新为0，在时刻更新为1，初始时刻为0；

令事件触发机制三时间序列为：

令事件触发机制四时间序列为：

通过所述事件触发机制二、触发机制三和事件触发机制四，对持续性电磁干扰诊断识别并处理。

由于持续性电磁干扰必然存在出现和消失两个过程，而其出现和消失的方式有突变和渐变两种，故本发明将持续性电磁干扰分为四类，包括突变出现突变消失、突变出现渐变消失、渐变出现突变消失和渐变出现渐变消失。

在电磁干扰持续期间，磁力计解算的偏航角不会更新到系统中，会令磁力计输出的偏航角就为陀螺仪减去零偏后的输出值解算得的偏航角。令持续性电磁干扰存在时m_c(t)＝1，则不存在时m_c(t)＝0。可以事件触发机制二的时间序列t_k+1为：

四类持续性电磁干扰，均采用先识别出现，再识别消失的方式，因此设置两个事件触发机制，事件触发机制三由持续性电磁干扰的出现触发，事件触发机制四由持续性电磁干扰的消失触发，令m_c(t)在t_i时刻更新为0，在t_j时刻更新为1，初始时刻为0。由于持续性电磁干扰出现时必然会出现磁力计偏航角偏离真实值的情况，即|y(t)-y1(t)|增大，突变时即突然增大，渐变时即逐渐增大。若是突增时n₁(t)及n₂(t)必然会大于某阈值，渐增时n₁(t)会大于某阈值，因此设计事件触发机制三时间序列如下所示：

由于持续性电磁干扰消失时必然会出现磁力计偏航角回归真实值的情况，相应的设计事件触发机制四时间序列如下所示：

使用上述处理方法就可以将持续性电磁干扰诊断识别并处理。

本发明设计的事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四可以针对各类持续性电磁干扰进行识别并处理，使磁力计在各种复杂的电磁干扰环境中稳定运行。事件触发机制一、事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四的时间序列是用于更新数据(如更新磁力计数据)，即在满足事件触发机制一、事件触发机制二、事件触发机制三或事件触发机制四的时候才进行数据更新，否则数据不更新，事件触发机制一、事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四的时间序列可以诊断并且筛除掉电磁干扰的数据。

请参照图3，本发明还提供了一种磁力计电磁干扰诊断滤波系统，应用上述的磁力计电磁干扰诊断滤波方法，所述磁力计电磁干扰诊断滤波系统包括：

电磁干扰及传感器测量噪声的数据模块，包括非线性扩张状态观测器和互补滤波器；

所述非线性扩张状态观测器对扩张阶状态进行观测；所述扩张阶状态包括系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声；所述互补滤波器根据非线性扩张状态观测器的观测结果，计算电磁干扰及传感器测量噪声的数据；

高频电磁干扰诊断处理模块，根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据，识别并处理高频电磁干扰；

持续性电磁干扰诊断处理模块，用于识别并处理持续性电磁干扰。

在本发明的具体技术方案中，通过4个具体操作，对磁力计遇到的电磁干扰进行诊断和滤波处理，包括：

1、引入非线性扩张状态观测器，将系统总扰、传感器噪声及干扰作为扩张阶进行观测，实现对磁力计电磁干扰的观测与噪声估计；

2、通过先诊断后滤波的方法处理高频电磁干扰，设计事件触发机制一对被高频电磁干扰污染严重的磁力计数据进行诊断过滤；

3、设计自适应律改善互补滤波器滤波效果，用于被高频电磁干扰污染程度较轻的磁力计数据的融合滤波；

4、通过设计事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四对各类持续性电磁干扰进行诊断并处理。

而所述磁力计电磁干扰诊断滤波系统，应用于上述磁力计电磁干扰诊断滤波方法，可对两大类磁力计电磁干扰均能较好的进行诊断和滤波处理，从而得到磁力计姿态解算数据的最优估计值，提高系统运行的稳定性和安全性。

具体地，所述高频电磁干扰诊断处理模块包括事件触发模块一和自适应互补滤波器；

所述事件触发模块一根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据，识别并分离含有远大于传感器测量噪声部分m_a的高频噪声；所述自适应互补滤波器识别并分离含有与传感器的测量噪声相近部分m_b的高频噪声。

持续性电磁干扰诊断处理模块，包括事件触发机制模块二、事件触发机制模块三和事件触发机制模块四。事件触发机制二模块用于判断持续性电磁干扰是否存在，若存在，则不对磁力计数据进行更新。事件触发机制二是由事件触发机制三和四的触发情况进行判断的，即通过判断持续性电磁干扰的出现与消失来判断持续性电磁干扰是否存在。

事件触发机制模块三由持续性电磁干扰的出现触发，且事件触发机制模块三用于判断持续性电磁干扰是否出现；所述事件触发机制模块四用于判断持续性电磁干扰是否消失，且事件触发机制模块四由持续性电磁干扰的消失触发；并且，事件触发机制模块三和事件触发机制模块四将对突变出现突变消失、突变出现渐变消失、渐变出现突变消失和渐变出现渐变消失的四类持续性电磁干扰进行识别，并对持续性电磁干扰数据处理。

所述磁力计电磁干扰诊断滤波系统使用不依赖于系统模型的非线性扩张状态完成磁力计电磁干扰和噪声观测，且针对高频电磁干扰设计事件触发机制及自适应互补滤波器，进行先诊断再滤波，针对幅值、频率及分布不确定性的高频电磁干扰具有很好的滤波效果。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计，将系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声作为扩张阶状态，通过非线性扩张状态观测器进行观测，根据磁力计输出的角度数据和陀螺仪输出的角加速度数据，利用非线性扩张状态观测器及互补滤波器计算电磁干扰及传感器测量噪声的数据；

磁力计高频电磁干扰诊断处理，将磁力计的高频电磁干扰分为大于传感器的测量噪声部分和与传感器的测量噪声相近部分/>两部分，设置事件触发机制一对大于传感器的测量噪声部分进行识别和处理，通过设置自适应互补滤波器对与传感器的测量噪声相近部分进行识别和处理；

磁力计持续性电磁干扰诊断处理，持续性电磁干扰分为突变出现突变消失、突变出现渐变消失、渐变出现突变消失和渐变出现渐变消失四类，设置事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四，分别对四类持续性电磁干扰进行识别和处理；

输出诊断后数据。

2.根据权利要求1所述的一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于：所述系统输出信号包括磁力计输出的角度数据和陀螺仪输出的角加速度数据，所述传感器包括磁力计和陀螺仪。

3.根据权利要求2所述的一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于，所述磁力计电磁干扰观测与传感器噪声估计步骤包括以下步骤：

令系统偏航通道的未知模型为，未知系统外扰为/>，偏航角为/>，系统磁力计输出的偏航角为/>，陀螺仪输出的偏航角速度为/>，磁力计的测量噪声为/>，陀螺仪的测量噪声为/>，其中磁力计还存在电磁干扰/>，令和/>分别为/>和/>扩张阶；

则有：

则分别使用三阶和二阶的非线性扩张状态观测器对系统输出/>和/>的各阶导和扩张阶进行观测，令/>为/>的观测值与/>的观测值之差，则可得到：/>令：再令/>使用互补滤波器进行计算，即：/>则得到电磁干扰及传感器测量噪声的/>的三阶数据。

4.根据权利要求1所述的一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于：在所述磁力计高频电磁干扰诊断处理步骤中，所述事件触发机制一根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据设置。

5.根据权利要求4所述的一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于：所述事件触发机制一为判断磁力计输出的数据是否存在超过预设幅值的高频电磁干扰，包括以下步骤：令磁力计偏航角输入到系统中的数据仅在时刻更新，设计事件触发机制一的时间序列为：/>则/>若磁力计输出的数据大于/>，则磁力计输出的数据存在超过预设幅值的高频电磁干扰，则将大于传感器的测量噪声部分/>过滤。

6.根据权利要求4所述的一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于：所述自适应互补滤波器通过以下步骤获得：

令权重系数为，计算参数的自适应律，所述自适应律为：/>根据自适应律选择自适应互补滤波器，并通过自适应互补滤波器进行滤波，将与传感器的测量噪声相近部分/>过滤。

7.根据权利要求1所述的一种磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于，所述磁力计持续性电磁干扰诊断处理包括以下步骤：

设置事件触发机制二，事件触发机制二用于判断持续性电磁干扰是否存在；令持续性电磁干扰存在时，则不存在时/>；

再令，事件触发机制二的时间序列为：/>设置事件触发机制三和事件触发机制四，所述事件触发机制三由持续性电磁干扰的出现触发，且事件触发机制三用于判断持续性电磁干扰是否出现；所述事件触发机制四用于判断持续性电磁干扰是否消失，且事件触发机制四由持续性电磁干扰的消失触发，令在/>时刻更新为0，在/>时刻更新为1，初始时刻为0；

令事件触发机制三时间序列为：令事件触发机制四时间序列为：/>通过所述事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四，对持续性电磁干扰诊断识别并处理。

8.一种磁力计电磁干扰诊断滤波系统，应用上述的磁力计电磁干扰诊断滤波方法，其特征在于，所述磁力计电磁干扰诊断滤波系统包括：

电磁干扰及传感器测量噪声的数据模块，包括非线性扩张状态观测器和互补滤波器；

所述非线性扩张状态观测器对扩张阶状态进行观测；所述扩张阶状态包括系统的未知模型、系统未知外扰、系统输出信号、电磁干扰和传感器的测量噪声；所述互补滤波器根据非线性扩张状态观测器的观测结果，根据磁力计输出的角度数据和陀螺仪输出的角加速度数据，计算电磁干扰及传感器测量噪声的数据；

高频电磁干扰诊断处理模块，根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据，识别并处理高频电磁干扰；所述高频电磁干扰诊断处理模块包括事件触发模块一和自适应互补滤波器；所述事件触发模块一根据电磁干扰及传感器测量噪声的数据，识别并分离含有远大于传感器测量噪声部分的高频噪声；所述自适应互补滤波器识别并分离含有与传感器的测量噪声相近部分/>的高频噪声；

持续性电磁干扰诊断处理模块，持续性电磁干扰分为突变出现突变消失、突变出现渐变消失、渐变出现突变消失和渐变出现渐变消失四类，设置事件触发机制二、事件触发机制三和事件触发机制四，分别对四类持续性电磁干扰进行识别和处理。