本文關(guān)鍵詞：基于分形濾波的精密磁懸浮陀螺觀測值降噪研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用于地下工程貫通的高精度陀螺全站儀的研制和發(fā)展受到越來越廣泛的關(guān)注。長安大學(xué)與中國航天科技集團(tuán)第十六研究所聯(lián)合研制了國內(nèi)首臺高精度的磁懸浮陀螺儀——GAT磁懸浮陀螺全站儀。GAT磁懸浮陀螺儀是一種基于磁懸浮支承與力矩閉環(huán)反饋測量體系構(gòu)建的，具有陀螺馬達(dá)回轉(zhuǎn)觀測、每分鐘高速采集近萬組原始觀測數(shù)據(jù)的全自動化測量陀螺定向儀器。 實(shí)際應(yīng)用中，通過傳感器采集到的信號往往會受到諸如白噪聲、溫度、風(fēng)振等因素的干擾，為有效地消除這些干擾噪聲對GAT陀螺儀觀測數(shù)據(jù)的影響，提高陀螺定向的精度，須對采集的信號進(jìn)行濾波降噪。本文首次將分形濾波應(yīng)用到GAT磁懸浮陀螺全站儀系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中，主要工作及研究成果如下： (1)根據(jù)GAT陀螺儀的觀測數(shù)據(jù)，計(jì)算出其相應(yīng)的功率譜密度函數(shù)，，結(jié)合隨機(jī)分形信號的原理驗(yàn)證了GAT磁懸浮陀螺全站儀的觀測信號是一種隨機(jī)分形信號。 (2)結(jié)合分?jǐn)?shù)差分估計(jì)算法和模糊控制數(shù)字濾波原理，提出并推導(dǎo)了利用短時分形維數(shù)來調(diào)整模糊控制參數(shù)的自適應(yīng)分形濾波降噪模型和方法。 (3)用C++語言編制了自適應(yīng)分形濾波程序；并通過仿真實(shí)驗(yàn)與一般小波變換算法進(jìn)行比較。表明：在相同背景條件下該算法性能要優(yōu)于一般小波變換算法，且算法簡單，計(jì)算速度快。 (4)將該方法運(yùn)用到工程實(shí)例中，將某煤礦的陀螺定向精度由2.7′′提高到2.4′′，某超長鐵路隧道的陀螺定向精度由3.7′′提高到3.1′′，即使在干擾較大的風(fēng)陣實(shí)驗(yàn)中，也將精度由7.5′′提高到6.6′′，達(dá)到了預(yù)期的濾波效果，驗(yàn)證了該方法的可行性。 總之，利用處理非線性科學(xué)的分形理論處理GAT陀螺儀的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的線性科學(xué)方法有著本質(zhì)的區(qū)別，毫無疑問，隨著分形理論與相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，分形濾波將成為一個研究陀螺儀濾波的非常有前途的技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：分形濾波 GAT磁懸浮陀螺儀 自相似特征 自適應(yīng)分形濾波
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P204
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 引言9-10
• 1.2 陀螺儀的發(fā)展概況10
• 1.3 分形理論的發(fā)展概況10-11
• 1.4 本文主要工作11-13
• 第二章 GAT陀螺全站儀的原理及優(yōu)勢13-26
• 2.1 陀螺儀的基本工作原理13-16
• 2.1.1 陀螺儀的基本特性及進(jìn)動規(guī)律13-14
• 2.1.2 陀螺儀測北原理14-16
• 2.2 GAT陀螺儀的技術(shù)突破與創(chuàng)新16-19
• 2.2.1 磁懸浮支承技術(shù)及其優(yōu)勢16-17
• 2.2.2 力矩反饋控制技術(shù)及其測量方法的相關(guān)改進(jìn)17-18
• 2.2.3 后期海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)18-19
• 2.3 GAT陀螺儀定向工程實(shí)例19-26
• 2.3.1 測量方案的確定20-21
• 2.3.2 陀螺定向測量過程21-22
• 2.3.3 定向成果計(jì)算22-26
• 第三章 分形濾波的基本原理26-36
• 3.1 混沌與分形26-28
• 3.1.1 混沌26-27
• 3.1.2 分形27-28
• 3.2 分形理論基礎(chǔ)28-30
• 3.2.1 分形的基本概念29
• 3.2.2 分形的分類29-30
• 3.2.3 分形的性質(zhì)30
• 3.2.4 分形空間與 Hausdorff 距離30
• 3.3 分形維及隨機(jī)分形信號30-32
• 3.3.1 分形維數(shù)30-31
• 3.3.2 隨機(jī)分形信號31-32
• 3.4 基于分形理論的濾波原理及方法32-36
• 3.4.1 模糊控制數(shù)字濾波降噪32-33
• 3.4.2 網(wǎng)格分形維數(shù)及短時分形維數(shù)的計(jì)算33-34
• 3.4.3 自適應(yīng)分形濾波降噪過程34-36
• 第四章 GAT陀螺儀的分形濾波降噪方法36-43
• 4.1 自適應(yīng)分形濾波降噪在GAT陀螺儀數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用36-39
• 4.1.1 GAT陀螺儀觀測數(shù)據(jù)的分形特征分析36
• 4.1.2 自適應(yīng)濾波器在GAT陀螺儀數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢36-37
• 4.1.3 GAT陀螺儀觀測數(shù)據(jù)分形維數(shù)的快速估算方法37-39
• 4.2 GAT陀螺儀觀測數(shù)據(jù)的分形濾波程序計(jì)算過程39-41
• 4.2.1 數(shù)據(jù)輸入39-40
• 4.2.2 濾波計(jì)算40
• 4.2.3 結(jié)果分析40-41
• 4.3 分形濾波與小波變換的實(shí)驗(yàn)比較41-43
• 第五章 自適應(yīng)分形濾波算法的應(yīng)用43-51
• 5.1 概述43
• 5.2 某煤礦項(xiàng)目43-45
• 5.2.1 項(xiàng)目概況43
• 5.2.2 濾波效果分析43-45
• 5.3 某鐵路隧道項(xiàng)目45-48
• 5.3.1 項(xiàng)目概況45
• 5.3.2 濾波效果分析45-48
• 5.4 風(fēng)振實(shí)驗(yàn)48-51
• 5.4.1 概述48
• 5.4.2 濾波效果分析48-51
• 總結(jié)與展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文56-57
• 致謝57

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：基于分形濾波的精密磁懸浮陀螺觀測值降噪研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：261487