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基于改进GM(1,1)模型的激光陀螺仪随机误差预测

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光学学报 2020年第12期40卷 36-43页

作者：李想汪立新沈强火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

基于静态Allan方差分析方法无法有效分析和辨识动态工况下激光陀螺仪的随机误差,也无法给动态工况下激光陀螺仪的随机误差补偿提供准确依据。为此,提出时间框动态Allan方差分析方法,利用分段建模对随机误差项进行动态Allan方差分析和辨... 详细信息

基于静态Allan方差分析方法无法有效分析和辨识动态工况下激光陀螺仪的随机误差,也无法给动态工况下激光陀螺仪的随机误差补偿提供准确依据。为此,提出时间框动态Allan方差分析方法,利用分段建模对随机误差项进行动态Allan方差分析和辨识。建立灰色GM(1,1)预测模型,对辨识出的随机误差参数项进行预测,针对传统GM(1,1)预测模型因数据不全存在波动大的问题,基于小波滤波平滑处理原始数据,并利用残差修正模型改进GM(1,1)预测模型。实验结果表明,针对激光陀螺仪在同一工况下的随机误差系数,改进GM(1,1)模型预测算法的预测精度高于传统GM(1,1)模型预测算法的预测精度。

关键词：探测器 Allan方差分析激光陀螺仪随机误差灰色预测 GM(1 1)预测模型小波

动态Allan方差改进算法及其在FOG启动信号分析中的应用（英文）

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红外与激光工程 2016年第7期45卷 261-268页

作者：汪立新朱战辉李瑞西安市高科技研究所陕西西安710025

针对动态Allan方差运用固定长度的分析窗截取信号导致样本数据量减少,长相关时间下方差估计值置信度降低,首先,针对动态信号跟踪能力与置信度的提高不能兼顾的问题提出了一种改进算法。引入截断窗内峭度值作为表征信号短时稳定度的参数... 详细信息

针对动态Allan方差运用固定长度的分析窗截取信号导致样本数据量减少,长相关时间下方差估计值置信度降低,首先,针对动态信号跟踪能力与置信度的提高不能兼顾的问题提出了一种改进算法。引入截断窗内峭度值作为表征信号短时稳定度的参数,并建立以峭度为变量的窗宽函数,该函数可以使截断窗长随着信号的平稳程度自动变化。其次,再用窗宽自适应的滑动窗分段截取陀螺随机误差,分别对每个截断窗内样本进行总方差计算以增加方差估计的自由度。最后,计算延伸后样本的Allan方差,并将其以三维形式排列出来。结果表明:应用该方法对光纤陀螺启动信号进行分析,该算法既能更有效地跟踪信号的非平稳变化,又能大幅降低长相关时间下方差的估计误差。

关键词：光纤陀螺启动信号动态Allan方差总方差峭度

基于置信规则库的冗余惯导在线故障诊断与重构方法

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中国惯性技术学报 2022年第6期30卷 826-834页

作者：张东波汪立新火箭军工程大学西安710025

针对火箭、导弹等飞行器中采用多表冗余设计方案的惯导系统在线故障诊断与重构所面临的故障状态数据缺乏、专家知识强不确定性、飞行过程高实时性要求等难题,提出了基于置信规则库(BRB)专家系统的惯导系统在线故障诊断与重构方法,通过... 详细信息

针对火箭、导弹等飞行器中采用多表冗余设计方案的惯导系统在线故障诊断与重构所面临的故障状态数据缺乏、专家知识强不确定性、飞行过程高实时性要求等难题,提出了基于置信规则库(BRB)专家系统的惯导系统在线故障诊断与重构方法,通过融合不确定性知识与测试数据实现系统信息使用量的最大化。为提高在线故障诊断与重构的实时性,设计了一种基于输出误差影响度自适应扩散的在线更新信息调整策略,将输出误差作为反馈因子,在保证建模精度的同时,降低所需在线更新信息量,提高了在线诊断与重构的实时性。为验证所提方法的有效性,在某型号多加速度计的惯导系统中开展了实验验证,结果表明其故障诊断精度为96.75%,使用的数据量能够根据建模精度进行实时调整,提高了故障诊断与重构的实时性。

关键词：故障诊断惯导系统置信规则库重构不确定性

基于模态分解多尺度熵的微机械陀螺仪降噪方法

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北京航空航天大学学报 2023年第10期49卷 2835-2840页

作者：李剑汪立新李文华火箭军工程大学导弹工程学院西安710025

为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于完备自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN),结合反向传播神经网络(BPNN)建模和卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪改进的降噪方法。微机械陀螺仪数据经过CEEMDAN分解,得到本征模态分量(IMF)... 详细信息

为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于完备自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN),结合反向传播神经网络(BPNN)建模和卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪改进的降噪方法。微机械陀螺仪数据经过CEEMDAN分解,得到本征模态分量(IMF);利用多尺度熵(MSE)算法对分量分类,对其中信号噪声混叠的分量进行反向传播神经网络辅助卡尔曼滤波;再对滤波结果和信号主导的分量进行重构,实现微机械陀螺信号降噪。实验验证了所提方法的有效性,该方法相比卡尔曼滤波、小波降噪等有更好的降噪效果。

关键词：微机械陀螺仪经验模态分解多尺度熵卡尔曼滤波神经网络

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光纤环多极对称绕法对Shupe误差抑制效果仿真分析

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北京航空航天大学学报 2023年第7期49卷 1715-1721页

作者：张东波汪立新李灿火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 中国航天科技集团公司第九研究院第十六研究所光纤传感事业部西安710100

Shupe误差是高精度光纤陀螺(IFOG)工程化过程中的最大瓶颈问题之一。建立一个精确到匝的光纤环有限元模型,基于此模型,并在不同温度激励下分析八极、十六极和三十二极对称绕法的温度性能。仿真结果表明:相对于八极对称绕法,采用十六极... 详细信息

Shupe误差是高精度光纤陀螺(IFOG)工程化过程中的最大瓶颈问题之一。建立一个精确到匝的光纤环有限元模型,基于此模型,并在不同温度激励下分析八极、十六极和三十二极对称绕法的温度性能。仿真结果表明:相对于八极对称绕法,采用十六极对称绕法和三十二极对称绕法的光纤陀螺能够有效抑制热致陀螺漂移,且十六极对称绕法的抑制效果最好。这对高精度IFOG的光纤环绕制方法的选择提供了指导。

关键词： Shupe误差十六极对称绕法光纤环有限元模型热致陀螺漂移

同方期刊数据库

小波卡尔曼级联滤波算法在捷联惯导系统中的应用

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中国激光 2020年第12期47卷 48-56页

作者：李想汪立新沈强李灿火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

激光捷联惯组(LSIMU)在工作环境下受测量噪声干扰大,尤其是小型激光陀螺仪,不能精确识别地球自转角速度,导致捷联惯导系统无法准确、快速对动基座进行初始对准。针对该问题,提出了一种基于小波卡尔曼级联滤波的LSIMU动基座初始对准算法... 详细信息

激光捷联惯组(LSIMU)在工作环境下受测量噪声干扰大,尤其是小型激光陀螺仪,不能精确识别地球自转角速度,导致捷联惯导系统无法准确、快速对动基座进行初始对准。针对该问题,提出了一种基于小波卡尔曼级联滤波的LSIMU动基座初始对准算法。仿真对比实验结果表明,相比其他初始对准算法,本算法可以有效提高初始对准精度、减小姿态角对准误差,将全球定位系统辅助激光捷联惯导系统的初始对准精度从10′提高到了5′以内,且方差最小,可以使对准误差更稳定、快速的收敛。

关键词：激光技术激光陀螺初始对准激光捷联惯导系统小波卡尔曼级联滤波双天线

基于KPCA和数据处理组合方法神经网络的半球谐振陀螺温度建模补偿方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1336-1345页

作者：张晨汪立新孔祥玉火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

针对半球谐振陀螺(HRG)的温度建模与补偿问题,提出基于核主成分分析(KPCA)和数据处理组合方法(GMDH)神经网络的建模补偿方法.通过分析HRG的温度特性和大数据特征,初步确定网络模型的特征向量.为了去除HRG输出数据的相关性和冗余性,引入K... 详细信息

针对半球谐振陀螺(HRG)的温度建模与补偿问题,提出基于核主成分分析(KPCA)和数据处理组合方法(GMDH)神经网络的建模补偿方法.通过分析HRG的温度特性和大数据特征,初步确定网络模型的特征向量.为了去除HRG输出数据的相关性和冗余性,引入KPCA并降低特征向量维度.将特征向量代入GMDH神经网络训练,区分训练集和验证集以确定网络权值和网络结构,实现HRG温度漂移的建模与补偿.实验结果表明,单一样本预测时,所提方法预测效果明显好于传统多项式模型;多样本预测时,在4种不同训练样本下,所提方法相比传统多项式模型精度分别提升了48.5%、54.0%、56.3%、68.4%,相比GMDH模型分别提升了3.6%、5.1%、3.8%、8.8%.所提方法能够有效提高HRG在变温工况下的测量精度.

关键词：半球谐振陀螺(HRG) 核主成分分析(KPCA) 数据处理组合方法(GMDH) 温度建模与补偿测量精度

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延长捷联惯组稳定期的方法研究

宇航学报 2007年第6期28卷 1559-1564页

作者：徐军辉汪立新钱培贤第二炮兵工程学院304教研室西安710025

针对捷联惯性测量组合(简称捷联惯组)稳定期较短的问题,在工具误差对导弹落点精度影响分析、稳定性分析以及统计分析的基础上,提出通过验前信息建模预测与射前标定相结合的方法来延长捷联惯组的稳定期。弹道仿真结果表明这一方法能够在... 详细信息

针对捷联惯性测量组合(简称捷联惯组)稳定期较短的问题,在工具误差对导弹落点精度影响分析、稳定性分析以及统计分析的基础上,提出通过验前信息建模预测与射前标定相结合的方法来延长捷联惯组的稳定期。弹道仿真结果表明这一方法能够在导弹命中精度不受影响的情况下,延长捷联惯组稳定期,减少惯组的测试次数,提高其使用性能,具有良好的工程应用前景。

关键词：捷联惯组稳定期最小二乘支持向量机建模预测射前标定

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基于非线性退化模型的加速度计寿命评估

振动．测试与诊断 2015年第5期35卷 860-865,990页

作者：李瑞汪立新周志杰赵曦晶第二炮兵工程大学控制工程系西安710025

针对传统性能退化模型难以对退化轨迹为非线性的设备进行有效寿命评估的问题,首先,建立了一种基于扩散过程的非线性模型,并将推导其失效阈值首达时间分布的问题转化为推导标准布朗运动失效阈值首达时间分布的问题,得到了首达时间意义下... 详细信息

针对传统性能退化模型难以对退化轨迹为非线性的设备进行有效寿命评估的问题,首先,建立了一种基于扩散过程的非线性模型,并将推导其失效阈值首达时间分布的问题转化为推导标准布朗运动失效阈值首达时间分布的问题,得到了首达时间意义下的近似寿命分布;然后,提出了该模型未知参数的极大似然函数估计方法;最后,使用此模型评估分析了一组加速度计的寿命,并与传统退化模型进行比对分析。实验结果证明了模型的评估结果更为准确有效。

关键词：加速度计非线性退化过程寿命