ARMA建模及其在Kalman滤波中的应用

提出了一种补偿惯性传感器随机误差的自回归滑动平均(ARMA)建模方法,在该方法中,首先,将时间序列平稳性检验的轮次法和样本方差变差系数相结合,以确定合适的建模样本长度;其次,将惯性传感器的随机误差看成是真实状态叠加白噪声,通过对观测数据做滤波处理,给出了求解模型参数的算法;随后,构建一组符合ARMA(6,4)模型分布的有色噪声,基于准确建立的ARMA(6,4)模型和AR(2)近似模型构建Kalman滤波器,以研究建模精度和Kalman滤波输出之间的关系;最后,探讨了基于状态可观测度分析的模型降阶方法,在保证精度情况下提高模型计算的实时性,便于建模方法在工程实际中的应用。通过对某型号加速度计的随机误差进行处理,高阶模型及降阶模型的滤波残差标准差分别降为原始随机误差标准差的1/66和1/28,说明方法是有效的。     

格型滤波器和ARMA模型的格型辨识法

本文介绍了ARMA模型,总结了格型滤波器的三种算法及格型滤波器的特性,然后把格型滤波器应用到ARA模型的辨识中去,详细推导了ARMA模型的格型迭代辨识法。     

光纤陀螺随机漂移ARMA模型研究

从理论上证明了山多个ARMA过程组成的平稳随机过程，可以南一个等效ARMA模型描述，并推导废模型的数学表达式。提出了一种新的平稳随机过程建模的有效方法，并应用于光纤陀螺随机漂移建模。采用功率谱密度分析光纤陀螺随机漂移组成，从而确定随机漂移的ARMA模型的形式和阶数。通过对实际光纤陀螺数据分析和建模，利用所得随机漂移模型对陀螺输出数据补偿，检验模型的适用件。结果表明废建模方法正确町行，采用该方法建立的光纤随机漂移模型具有很好的适用性，可以有效抑制光纤陀螺随机漂移。     

基于AR模型的MEMS惯导随机误差分析方法

由于微机械惯性器件(MEMS)捷联惯导系统的惯组误差和漂移较大,在较短的时间内也会由于器件误差积累和模型算法误差引起很大的导航偏差。采用Allan方差法分析了MEMS陀螺的随机误差,并对陀螺中主要的5项随机误差系数进行辨识。辨识结果显示,角度随机游走在随机误差中占主要部分。针对MEMS陀螺的实测数据,运用时间序列方法对其随机误差进行分析,并建立了AR模型,试验结果表明,根据所建立的AR(1)模型,采用Kalman滤波方法可以减小其随机误差,滤波后的陀螺输出精度可提高3倍。     

单自由度气浮陀螺随机漂移模型特性分析

对某型单自由度气浮陀螺随机漂移的AR（2）平稳时序模型进行了分解，由分解得到的快模型和慢模型确定了随机漂移数据的时序相关时间和噪声组成成分，从而为漂移数据的采样方法和恒量惯性导航系统的性能提供了依据。     

基于信息量准则的AR模型相关高斯杂波模拟

研究了相关雷达杂波功率谱特性的AR模型及其模拟方法。使用了Levinson-Durbin算法和四种基于信息量准则的AR模型定阶准则:AIC、FPE、CAT和MDL,并与其它定阶方法进行了比较,最后给出了计算机模拟结果。     

一种基于多普勒谱AR建模的SAR图像纹斑噪声抑制技术

基于合成孔径雷达(SAR)成像与自回归(AR)模型的特点,提出了一种SAR图像纹斑噪声抑制技术.将SAR复值图像的多普勒谱表示成一定阶数的AR模型,根据合适的AR模型系数估算SAR强度或幅值图像可保持较高的分辨率.给出了方法的模型和步骤.实验结果表明:所获幅值图像的纹癍噪声抑制,以及边缘和纹理特征等细节保持都优于常用的基于SAR图像多普勒谱的纹斑噪声抑制--多视处理技术.     

AR模型在火箭发动机遥测数据中的应用

针对火箭发动机氧离心泵的遥测数据信号非平稳和非线性的特点,提出一种基于AR模型双谱方法分析、处理和提取火箭发动机氧离心泵开始测试、火箭飞行、火箭关机等三个阶段的故障信息,探讨了二次相位耦合与火箭发动机氧离心泵故障的关系。首先对两个频率二次相位耦合信号进行了AR模型双谱仿真,获得二次相位耦合信号的一般规律,然后采用AR模型双谱方法对此氧离心泵测点三个阶段的遥测数据进行二次相位耦合分析。结果表明,采用AR模型双谱方法可用于识别火箭发动机氧离心泵的故障。该氧离心泵发生故障主要是二次相位耦合引起更强烈的非平稳振动造成的,论证了通过二次耦合相位分析火箭发动机离心泵故障的有效性和可行性,可为氧离心泵后续的性能改进提供依据。     

基于可逆跳MCMC的AR模型阶次判定及其在陀螺漂移预测中的应用

为消除传统方法在样本数较少时确定模型的不足,提出了一种在贝叶斯准则下将可逆跳MCMC法用于AR模型的阶次估计,以抽样的方法解决AR模型对时间序列拟合时的阶数不确定问题。给出了阶次估计算法的公式和步骤。仿真试验和某陀螺漂移模型估计的结果表明,该法预测结果与实际较为吻合。但为进一步提高预测精度,还需研究平稳性和初始状态的影响。     

静态测试中加速度计随机误差模型辨识

在对加速度计输出特性进行了分析的基础上，采用AR模型对加速度计在静态测试中的随机误差进行了辨识，并对辨识出的随机误差模型进行了验证。结果证明，采用这种方法辨识出的随机误差模型具有较高的精度。     

激光陀螺随机误差的非参数建模与滤波

陀螺随机误差是影响惯导系统导航精度的重要方面.减小随机误差影响的有效方法是对随机误差进行建模并采用合适的滤波器进行滤波.为了更好地描述激光陀螺漂移的非线性,提出应用一类非参数ARMA模型--FARMA(p,q,d)模型(函数系数自回归滑动平均模型)对激光陀螺漂移数据进行建模.同时提出应用粒子滤波技术进行滤波,并采用交叠式Allan方差法辨识滤波前后随机误差噪声参数.仿真结果表明,应用该模型能较好的反映激光陀螺漂移的非线性;粒子滤波技术能有效抑制随机误差,5个误差项系数的减少均在29%以上.     

一种卫星遥测参数动态ARMA建模方法

针对部分卫星遥测参数序列在长时间演变中其底层数据生成机制与相互关系存在变化的情况,对传统自回归移动平均(ARMA)模型进行改进,提出一种动态ARMA建模方法。该方法根据预测误差来衡量模型对后续数据的"适合度",并根据适合度对序列进行分割。在序列分割的基础上,不断更新模型,从而实现动态ARMA建模。最后,利用"天巡一号"(TX-1)卫星遥测数据进行验证,结果表明该方法能有效分割序列,提高建模与预测精度。     

基于联合隐马尔科夫模型的SAR图像去噪方法

提出一种联合隐马尔科夫模型的SAR图像去噪方法。基于贝叶斯准则估计隐马尔科夫树状模型的参数集合,得到各小波系数的期望值和收缩系数;引入二阶马尔科夫随机场模型去除小波系数尺度内的相关性,根据每个小波系数邻域内所有小波系数的隐状态和收缩系数,计算得到新的收缩系数,并对各小波子带的小波系数进行收缩,从而有效复原无噪声图像。实验表明,方法具有很强的噪声抑制能力,相对隐马尔科夫模型大幅提高了等效视数,且较好地保持了边缘。     

光纤陀螺随机误差建模及补偿

针对光纤陀螺的非系统性随机噪声,研究其补偿方法。首先,对光纤陀螺观测数据进行平稳性、正态性、零均值性和周期性统计检验。然后,基于时间序列分析的数据建模方法,利用光纤陀螺的输入输出特性数据建立AR模型,并验证AR模型的适用性。最后,采用基于AR模型的Kalman滤波算法对随机误差进行滤除。仿真结果表明,基于AR模型的Kalman滤波算法能够有效抑制光纤陀螺随机误差。     

靶场时统中自适应Loran-C接收机的研究

针对运载火箭的时间同步问题,提出了一种基于ESPRIT算法估计Loran-C接收机天波延迟的信号处理新技术,为设计具有自适应调节最佳采样点的Loran-C接收机打下良好的基础。利用频谱相除技术构建了延迟时间测量的信号模型,研究了频谱相除后信号的幅频特性。针对通带外噪声被放大的现象,提出频域加窗的措施。最后,提出用ESPRIT算法估计了天波延迟,避免了诸如AR、ARMA、MUSIC等算法在整个时域计算参数的弊端,更适合于适时应用。仿真结果表明,频域加窗影响识别天波的分辨率,ESPRIT算法能够正确估计天波的延迟,而且比FFT具有更高的分辨率。     

高超声速滑翔飞行器再入气动系数改进拟合模型

为提升高超声速滑翔飞行器再入气动系数的刻画精度,基于公开的CAV-H气动系数数据,本文提出了一种改进的高超声速滑翔飞行器再入气动系数拟合模型。首先,建立攻角二次项和马赫数负指数幂项相结合的气动系数拟合模型。其次,利用多元非线性最小二乘法对模型进行参数辨识,并采用拟合优度评价了该模型对气动系数数据的解释程度。然后,依据该模型从升阻比角度分析了气动模型飞行特点。最后,对本文改进模型进行数据拟合仿真,分析升阻比特性,并进行再入轨迹优化任务仿真。气动数据拟合实验表明,与现有典型模型相比,改进模型拟合误差降低,拟合优度进一步提高。不同定升阻比的飞行仿真实验表明,应用改进模型可全面刻画再入滑翔飞行特性。再入滑翔飞行任务仿真结果表明,相较于对比模型,改进模型得到的再入轨迹更为平稳。     

单航过单平台InSAR基线模型的敏感性分析

从单航过单平台InSAR系统对其自身基线的高精度需求出发,给出了光学测量方案下的基线模型,并针对模型中的各因素及其误差来源,进行了模型的敏感性分析,阐明了测量元素与位置修正矢量的基线矢量的误差传递关系,然后根据误差传递关系找出测量系统的优化安装部位。通过解析推导得出各类误差源在不同条件下对基线精度影响的理论结果,由仿真分析给出了不同安装部位的误差传递系数。通过敏感性分析可由测量环境的输入条件直接获得基线的误差量级,其结果可作为指导测量系统方案设计与精度分配的参考依据。     

基于T-S模糊模型的导弹网络化控制系统建模与控制

将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,基于T-S模糊模型对具不确定时延的导弹网络化控制系统(NCS)进行了离散建模。用Lyapunov理论分析了系统稳定性,由线性矩阵不等式(LMI)方法给出了模糊状态反馈控制器设计方法。仿真结果表明:该方法有效。     

一种实用的测角起伏误差的建模方法

利用频域拟合算法，提出了一种新的ARMA建模方法，用于测角起伏误差的建模。仿真结果表明，这种建模方法的有效性和高精度，不仅能保证模型在时域上同时还保证模型在频域上与实际模型的一致性。     

基于多变量特征模型的机械手自适应控制

机械手系统动力学模型所设计出来的控制器一般具有比较复杂的形式。为了解决机械手系统控制器复杂性问题,推导出机械手系统的线性多变量时变二阶离散差分方程,得到了其方程系数所满足的特征关系,并由分析可知当采样时间间隔足够小时,该方程系数具有慢时变特性。基于建立的差分方程及其系数的特征关系,给出了带有遗忘因子的最小二乘辨识方法和多变量黄金分割控制律相结合的且形式简单的自适应控制算法。利用系数的特征关系,能使需要辨识的参数个数减少。此算法具有只需要关节的位置信息而不需要速度信息的优点。数学仿真结果表明该方法对机械手控制的有效性和鲁棒性。