本文關(guān)鍵詞： 光纖陀螺 提升小波 諧波小波 濾波技術(shù)　出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在船載光電跟蹤系統(tǒng)中,要保證對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤精度,首先要保證系統(tǒng)中視軸的穩(wěn)定精度。系統(tǒng)通常采用慣性穩(wěn)定平臺(tái)來(lái)隔離載體對(duì)跟蹤系統(tǒng)的干擾,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)視軸的穩(wěn)定。慣性穩(wěn)定平臺(tái)中光纖陀螺敏感運(yùn)動(dòng)目標(biāo)以及載體相對(duì)于慣性空間的實(shí)時(shí)擾動(dòng)量(角度、角速度等)。在船載視軸穩(wěn)定控制中,經(jīng)常采用前饋加反饋的復(fù)合控制設(shè)計(jì),將光纖陀螺輸出信號(hào)作為反饋控制信號(hào)傳遞給系統(tǒng),將辨識(shí)出來(lái)的擾動(dòng)信息作為前饋控制信號(hào),傳遞給系統(tǒng)進(jìn)行前饋控制。由于擾動(dòng)信號(hào)的低頻段與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)相重合,難以分離,且穩(wěn)定平臺(tái)對(duì)低頻的擾動(dòng)抑制能力較好,因此考慮將光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行濾波得到中高頻信號(hào)作為前饋控制信號(hào)。在此背景下,對(duì)光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行濾波,在幅值和相位失真都較小的情況下辨識(shí)中高頻信號(hào)作為穩(wěn)定平臺(tái)的前饋控制信號(hào),對(duì)提高視軸穩(wěn)定精度具有重要意義。本文首先對(duì)光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行頻譜分析,為后續(xù)研究提供依據(jù),重點(diǎn)分析幾種常用的光纖陀螺信號(hào)處理方法,從中選IIR濾波、提升小波濾波以及諧波小波濾波三種方法對(duì)光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理,并進(jìn)行濾波效果比較。采用基于提升小波閾值濾波法對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理,通過(guò)選擇合適的小波基,分解尺度以及閾值,對(duì)光纖陀螺輸出信號(hào)濾波輸出中高頻信號(hào);采用基于諧波小波濾波方法對(duì)光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理,通過(guò)設(shè)置合適的諧波小波上下限頻率值提取目標(biāo)信號(hào)。分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明諧波小波濾波的效果比提升小波濾波和IIR濾波效果好,提升小波濾波效果比IIR濾波效果好。本文在以上研究基礎(chǔ)上選擇諧波小波濾波方案為光纖陀螺輸出信號(hào)濾波。最后,本文提出一種對(duì)光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)濾波、分離提取中高頻信號(hào)的算法:首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)窗截取,對(duì)稱延拓處理,然后采用諧波小波濾波得到中高頻段信號(hào)的算法;并用實(shí)際數(shù)據(jù)處理給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本文將提出的信號(hào)處理方法在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明此方法能夠有效的對(duì)光纖陀螺的中高頻信號(hào)進(jìn)行分離,且分離度高、存在的幅值和相位失真小,能夠有效提高數(shù)據(jù)處理精度,進(jìn)而提高視軸穩(wěn)定精度。
[Abstract]:In the shipborne photoelectric tracking system, in order to ensure the tracking accuracy of moving targets, the first step is to ensure the stability of the visual axis in the system. The inertial stabilization platform is usually used to isolate the interference of the carrier to the tracking system. In the inertial stability platform, the sensitive moving target of fiber optic gyroscope and the real-time disturbance (angle, angular velocity, etc.) of the carrier relative to the inertial space are realized. The compound control design of feedforward and feedback is often used, the output signal of fog is transmitted to the system as feedback control signal, and the disturbance information is recognized as feedforward control signal. Because the low frequency band of the disturbance signal coincides with the moving target signal, it is difficult to separate, and the stable platform has good disturbance suppression ability to the low frequency. Therefore, the output signal of fiber optic gyroscope is filtered to get the middle and high frequency signal as feedforward control signal. Under this background, the output signal of fiber optic gyro is filtered. In the case of small amplitude and phase distortion, the high frequency signal is identified as the feedforward control signal of the stable platform. In this paper, the output signal of fiber optic gyroscope (fog) is analyzed by frequency spectrum analysis, which provides the basis for further research, focusing on the analysis of several commonly used signal processing methods of fiber optic gyroscope (fog). IIR filter, lifting wavelet filter and harmonic wavelet filter are selected to filter the output signal of fog. The filtering effect is compared. The signal is filtered based on lifting wavelet threshold filtering method. By selecting the appropriate wavelet basis, decomposing the scale and threshold. The output signal of fiber optic gyroscope is filtered out and the middle and high frequency signal is output. The output signal of fiber optic gyroscope is filtered based on harmonic wavelet filter. The analysis and experimental results show that the effect of harmonic wavelet filter is better than that of lifting wavelet filter and IIR filter. The effect of lifting wavelet filter is better than that of IIR filter. On the basis of the above research, the harmonic wavelet filtering scheme is selected as fiber optic gyroscope output signal filtering. Finally. In this paper, a real-time filtering algorithm for the output signal of fiber optic gyroscope (fog) is proposed to separate and extract the middle and high frequency signals. Firstly, the data window is used to intercept the signal and the symmetrical continuation is processed. Then the algorithm of obtaining the medium and high frequency band signal by harmonic wavelet filter is presented. The experimental results are given with actual data processing. The proposed signal processing method is verified on the experimental platform. The results show that this method can effectively separate the middle and high frequency signals of fiber optic gyroscope. The separation degree is high and the distortion of amplitude and phase is small, which can effectively improve the accuracy of data processing and thus improve the stability accuracy of the axis of view.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212;U665

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4 王s，

本文編號(hào)：1486163