动态失速风洞实验数据处理中频谱分析与数字滤波

动态失速风洞实验是一种非定常实验，其测量所得数据属于随机数据范畴。由于强迫振动频率范围较大，要从中获得有效的实验结果，除了做豁达一截止频率的模拟滤波外，还必须对其进行数字滤波处理。数据的频谱分析结果表明只须对天平测量信号做数字滤波处理；滤波原则是仅需滤掉天平、支架、模型系统的固有振动频率分量，同时尽可能多地保留实验强迫振动的各阶谐振信号。     

10°尖锥标模高超声速动导数的实验测量

在中科院力学所JP－4B高超声速脉冲风洞中，用模型自由飞方法对1°尖锥开展动态实验测量，并用参数微分法辨识得到了该模型的俯仰阻尼导数。文中还介绍了在模型优化设计，模型工艺以及实验测量记录和数据判读技术方面的一些进展。实验结果表明；脉冲风洞中模型自由飞方法得到的10°尖锥标模高超声速动态气动特性测量值与国外可比数据一致，重复测量精度与弹道把试验相当。     

航天靶场外测数据野值点的准实时诊断方法研究

野值点的检测与诊断在航天器测控工程中有重要意义。本文根据测量数据序列容错滤波技术，建立了三组不但能用于事后高精度处理也可实时在线处理的野值点检测方法。仿真计算结果证实，这些方法不但能以１００％准确率检出采样序列中孤立型的野值点，还可快速有效地检出存在于序列中的各野值斑点，准确率达到９８％以上（与斑点长度和滑动窗工度有关）。     

动态测量系统的M型滤波

本文在动态测量系统模型下,部分地回答了Mallows第二问题,即合理地给出了状态变量的M型滤波的定义及迭代计算公式,并证明了算法的收敛性。最后,我们还直观地说明了在一定条件下M型滤波估计对跳点数据的抗扰性。     

外弹道测量数据野值的递推辨别

动态测量数据中野值是导致滤波发散的主要原因之一。在目前的靶场外测数据处理中，尚无特别行之有效的野值辨识和剔除手段。本文以“新息”为基础，提出了基于卡尔漫滤波方法的野值辨识和剔除方法，有效地解决了滤波发散问题。而且可同时进行野值的剔除与状态估计，极大地提高了计算速度和数据处理的精度。经仿真计算证明，该方法是实用有效的。     

减少数字遥测数据中噪声的数值滤波技术

本文介绍了几种事后数值滤波技术。在数字遥测数据用于自动化计算机数据分析以前,利用这些技术减少或/和消除数字遥测数据中的噪声。这种遥测数据噪声来源于遥测载波信号过小或完全丢失,引起接收的脉码调制(PCM)数据出错。剔除错误的采样数据是事后分析中一项特别重要的工作,因为被污染数据可能给自动化计算机事后数据分析过程造成错误或偏差。当这些错误在最终换算后的数据中常接近测量值的上限或下限(数据跳点),很容易从采样数据中滤除。数据噪声偶尔表现为比较小的、不明显的波动,则分析员只有从图形(而不是数表)才能看出有噪声。因此,这类噪声更难于数字滤波。通常,采用手工噪声剔除或平滑,其结果变化较大。其主要缺点是:对现今的高采样率数字系统,采样数据量很大,因而耗时过大。另外,任何一种手工滤波总是对操作员依赖性很大。对错误采样数据的检测和识别显然是数据滤波中最困难的一步。我们已研究出几种识别方法,并在消除和平滑技术以前先加以详细介绍。研究了这些方法的技术局限性,对此也作了介绍。最后,对每种方法用图形绘出滤波处理前后的几组数据例子。     

中值滤波方法在燃气涡轮传感器数据校正中的应用研究

分析了发动机测量信号滤波需求,设计了针对传感器数据校正的中值滤波器和快速算法,给出了模拟发动机故障和变工况试验情况下的传感器输出,给出了滤波比较研究结果。数值实验和实际应用于涡轮试验测量数据滤波的结果表明,中值滤波器对于脉冲噪声可以完全剔除,对随机噪声也具有较好的抑制效果,并能够较好保持信号中的陡峭边沿等趋势成份。      

捷联式航空重力测量系统的数据处理方法比较与分析

重力数据处理对获取高精度重力异常值有着重要作用，是重力测量的核心技术。重力仪在搭载运动载体进行重力测量时，载体的高频振动对重力测量数据和GPS数据均会产生不可避免的干扰，导致提取的重力异常粗值含有大量高频噪声。围绕重力数据的处理方法这一核心技术，介绍了FIR低通滤波、零相移滤波、标准Kalman滤波、正反Kalman滤波4种滤波方法的基本原理，运用这4种方法处理了SAG捷联式重力仪的某次实际飞行测量数据，比对了基于SINS/GPS组合导航和SINS/DGPS组合导航的重力测量数据处理结果。通过对本次试验重复测线内符合精度进行比对，验证了4种方法的可行性和优劣性，同时验证了SAG重力仪的测量精度。     

航天靶场外测数据野值点的准实时诊断方法研究

野值点的检测与诊断在航天测控工程中有重要意义。本文根据测量数据序列容错滤波技术,建立了三组不但能用于事后高精度处理也可实时在线处理的野值点检测方法。仿真计算结果证实,这些方法不但能以100％准确率检出采样序列中孤立型的野值点,还可快速有效地检出存在于序列中的各野值斑点,准确率达到98％以上(与斑点长度和滑动窗长度有关)。     

固体火箭发动机脉冲推力补偿技术的研究

用动态补偿原理对脉冲推力衰减振荡曲线进行补偿,以测量火箭发动机脉冲推力。首先对测力传感器进行动态标定,建立测试系统的动态数学模型,然后根据数学模型设计补偿滤波器,并进行计算机补偿仿真验证。最后对实测推力数据进行分析处理,即数据平滑、ＦＦＴ频域分析和补偿滤波。所有以上工作全部采用Ｃ语言,以汉字下拉式菜单的形式,形成一个很实用的动态测试系统标定及数据处理软件包。     

飞行试验数字滤波方法探讨

发动机飞行试验数据处理中，一个重要环节就是剔除测量中干扰信号，特别是脉冲干扰所形成的峰值。若不加以排除，直接应用测量数据进行统计分析的结果便不可信，谱分析会出现蛎量虚假频率，随磁记录及数字电传操纵系统的发展，数字滤波方法就显得更加重要，笔者依据多年发动机飞行载荷数据处理中数字滤波问题，在不同时期分别使用门限值法，时间连续法、一阶导数符号检验法，逆序数判断法，取得一定成效，现总结发表出来，并给出应用     

外弹道测量数据野值的递推辨识

动态测量数据中野值是导致滤波发散的主要原因之一。在目前的靶场外测数据处理中,尚无特别行之有效的野值辨识和剔除手段。本文以“新息”为基础,提出了基于卡尔漫滤波方法的野值辨识和剔除方法,有效地解决了滤波发散问题。而且可同时进行野值的剔除与状态估计,极大地提高了计算速度和数据处理的精度。经仿真计算证明,该方法是实用有效的。     

一种改进的航空发动机高空模拟试验推力测量方法

为满足航空发动机高空模拟试验中推力高精度、快速测量要求,提出一种改进的推力测量方法。建立高空模拟试验推力测量稳态模型和动态模型,对试验振动的影响进行了仿真分析和试验验证,提出了对测量动架振动进行在线补偿的动态推力测量方法。从测量不确定度评估入手,讨论了动态推力测量方法在不确定度方面的局限性,提出了基于数字滤波的稳态推力测量方法。根据两种方法的特点,采用优选算法,在发动机过渡态时输出动态推力测量结果,在发动机稳态时输出稳态推力滤波结果。在发动机高空台试验中的检验结果表明,该方法能实现推力的高精度、快速测量。     

利用卡尔曼滤波器将伪距和载波连续相位相结合的GPS导航

GPS伪距信息加载波相位测量值辅助的想法由来已久。这两种互补形式数据相结合可实现高精密定位,而高频误差很小,特别有利于高动态场合应用。本文给出了两种基于卡尔曼滤波的方法,能有效地将GPS伪距和载波测量值结合起来。其中一种是两种测量值的常用组合方式,这里载体的运动描写成随机过程。另一种,则由连续载波相位测量值给出一条精确反映动态的基准轨迹,与惯性系统的方式非常相似,再借助卡尔曼滤波器利用伪距数据来更新这一基准轨迹。这种综合法看起来特别有吸引力,因其动态响应好,同时又可保留伪距数据滤波的好处。     

外弹道测量数据采集与处理技术

数据采集与处理技术是数据处理的关键。主要介绍外测事后数据处理过程中测量数据采集、异常数据识别、数据中奇异项剔除、数据丢点、重点检测方法、数据取齐、加密、压缩与采样时间校正、数据平滑滤波等关键技术,其对于研究数据处理新方法和提高数据处理精度,具有一定的参考价值。     

数据融合方法及其在提高智能仪表测量精度中的应用

在智能仪器仪表或系统中，由于工业中存在的各种干扰，软件的数字平均值滤波为广泛采用，但其方差不是最小的，本采用基于参数估计理论方法，提出以递推估计的数据融合方法克服智能仪表的测量干扰，并通过仿真表明其优于传统的算术平均的数字滤波方法。     

一种用于仿生导航无人机航姿求解的混合滤波方法

针对现有组合导航系统易被干扰欺骗以及姿态求解精度不足的问题，设计了惯性测量单元(IMU)与偏振光传感器组成的航姿参考系统(AHRS)。同时，考虑到传统的姿态求解方法精度不高，提出了一种用于仿生导航无人机航姿求解的混合滤波方法。将Mahony滤波后的姿态值作为系统观测量，再结合扩展卡尔曼滤波(EKF)实现传感器数据的深层融合，以获得高精度的姿态角信息。实验结果表明：在静态环境下采用混合滤波方法求解的姿态值能有效滤除偏振光传感器和加速度计内部噪声干扰，其稳定性明显优于两种方法各自求解时的情况；在动态实验中该方法能有效抑制单独采用Mahony滤波时存在的超调问题，表现出更高的动态解算精度，从而为偏振光组合导航系统提供了更精确的姿态估计信息。     

表面粗糙度的现状及发展

讨论了表面粗糙度测量和表征中，一些人们感兴趣的有待解决的问题，如：基准、滤波、校准样块、评定软件和表征参数等．认为在3D表面分析中应采用数字滤波，以保留数据的完整性；辨析了现存测量仪器和方法的范围──分辨力空间图中的缺口；介绍了校准样块的制备和测量；同时指出当前评定软件缺乏一致性和标准性，建议设计“软件量规”．最后指出了表面特征分析的发展趋势．     

数字滤波器在非定常气动实验数据处理中的应用

过失速非定常气动测力和大迎角动导数等实验数据是动态的，其背景噪声和机械振动对天平测力的干扰很大，有时无法获得有用数据，为此必须对数据进行数字滤波处理。     

基于MEMS陀螺的风洞模型水平姿态动态测量与精度评估

风洞实验对模型的水平姿态实时动态测量精度的要求不断提高,微小型飞行器模型、高精度的激光陀螺、光纤陀螺惯性测量单元往往在体积、质量方面受到限制,而单一的MEMS系统在水平姿态测量精度方面通常难以达到要求。采用高精度石英挠性加速度计替代MEMS加速度计,与MEMS陀螺进行组合测量。针对加速度计I/F转换脉冲量化及陀螺漂移对动态测量精度的影响,提出了一种基于速度观测Kalman滤波的水平姿态动态测量算法,以提高风洞实验中模型水平姿态的测量精度。提出了在三轴飞行模拟转台上,利用高精度激光陀螺捷联惯导系统的测量结果作为基准进行动态精度评估的方法,解决了安装误差、时间同步等因素对评估精度的影响。通过与其他几种惯性水平姿态测量方法进行精度对比,验证了该算法的技术优势。