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《模型参考和误差白化的传感器动态补偿算法-控制理论与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第26卷第3期控制理论与应用Vol.26No.32009年3月ControlTheory&ApplicationsMar.2009文文文章章章编编编号号号:1000¡8152(2009)03¡0256¡05模模模型型型参参参考考考和和和误误误差差差白白白化化化的的的传传传感感感器器器动动动态态态补补补偿偿偿算算算法法法刘清1,曹国华2(1.南京师范大学数学与计算机科学学院,江苏南京210097;2.南京师范大学电气与自动化学院,江苏南京210042)摘要:通过模型参考的系统辨识方法建立传感器的动态补偿器,常用的系统辨识采用均方误差(meansquareerror,M
2、SE)为评判标准.但是,由于测量噪声存在和补偿器的频率特性,使得补偿器的输入/输出信号存在严重的噪声干扰,采用MSE为评判标准的系统辨识方法,无法得到最优的补偿器的参数.为此,本文研究了一种以误差白化(errorwhiteningcriterion,EWC)为评判标准,设计传感器动态补偿器的系统辨识方法.该方法无需事先已知系统的动态特性,根据传感器以及参考模型对输入激励响应的实测数据,以EWC为代价函数,通过优化辨识得到补偿器的参数.最后,通过实验验证了该方法的有效性.关键词:传感器;动态测量;补偿;参数优化;误差白化中图分类号:TP212.6文献标识码:ARefe
3、rence-modelanderror-whiteningindynamiccompensationforsensorsLIUQing1,CAOGuo-hua2(1.SchoolofMathematicsandComputerScience,NanjingNormalUniversity,NanjingJiangsu210049,China;2.SchoolofElectricalandAutomationEngineering,NanjingNormalUniversity,NanjingJiangsu210042,China)Abstract:Thedynami
4、ccompensatorforasensorcanbemodeledwithareferencemodelidentifiedbytheMSE(meansquareerror)criterion.However,onlythebiasedestimatesoftheparameterscanbeobtainedduetothecontaminationofhighlevelnoisesintheoutput/inputsignalsandthelimitedfrequencyresponserangeofthecompensator.Totacklethisprobl
5、em,theerrorwhiteningcriterion(EWC)isproposedbywhichadynamiccompensatorcanbedesignedwithoutknowingthedynamiccharacteristicsofsensor.Basedonthestep-inputresponsesofthesensorandthereferencemodel,thecompensatorparametersareestimatedbytheEWC.Finally,experimentalresultsshowthatthisapproachis
6、effective.Keywords:sensor;dynamic;measurement;compensation;parameteroptimization;errorwhitening1引引引言言言(Introduction)必须按传感器的实际特性建立动态补偿器,以避免影响传感器动态响应的快速性能的原因是:传不准确的模型影响动态补偿效果.为此,可以采用模感器的频带不够宽,不足以覆盖动态信号中包含的型参考的辨识方法设计补偿器.常用的系统辨识采所有频率分量,使得部分高频分量受到不同程度的用均方误差(meansquared-error,MSE)为准则.但是,衰减.所
7、以,在传感器输出端增加一个补偿器[1»5],在测量系统中存在高频噪声干扰,而补偿器又是一对传感器的频带进行扩展可以达到减小动态误差的个高通或带通滤波器,这就使得补偿器的输入/输出目的.目前对动态补偿器的设计方法主要有:反卷信号存在严重的噪声干扰.所以,采用MSE为评判积法、零极点方法、预测法.上面这些方法均要求在标准的系统辨识方法,无法得到补偿器的无偏参数估计[6].为了解决这个问题,本文研究了一种以误差设计补偿器前确定传感器动态特性的数学模型,而白化(errorwhiteningcriterion,EWC)[6;7]为评判准则在确定数学模型的过程中,为避免建模
