BP-AdaBoost模型在光纤陀螺零偏温度补偿中的应用

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1、2014年2月第40卷第2期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsFebruary2014V01．40No．2BP．AdaBoost模型在光纤陀螺零偏温度补偿中的应用刘元元杨功流李思宜(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：针对光纤陀螺零偏漂移随温度呈复杂的非线性变化，建立了BP-AdaBoost(BackPropagationneuralnetwork，AdaptiveBoosting)模型对零偏进行补偿，改善了光纤陀螺的零偏

2、稳定性能．同时，研究了模型参数对预测精度的影响，给出了BP神经网络隐含层神经元个数的选择以及AdaBoost模型迭代次数的确定方法．运用AdaBoost算法提升单个BP神经网络的预测能力，提高了集成模型整体的预测精度．对采集的光纤陀螺输出实测数据进行了事后仿真，结果表明，BP．AdaBoost模型相比传统的线性回归模型、混合线性回归模型、单个BP神经网络模型的补偿效果更显著，验证了该模型的有效性，具有重大的工程应用参考价值．关键词：光纤陀螺；温度补偿；AdaBoost算法；BP神经网络中图分类号：V241．5文献标识码：A文章编号：1001-

3、5965(2014)02-0235-05ApplicationofBP—AdaBoostmodelintemperaturecompensationforfiberopticgyroscopebiasLiuYuanyuanYangGongliuLiSiyi(SchoolofInstrumentScienceandOpto-electronicsEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Aimedatthecomp

4、lexnon—linearityinbiastemperatureerrormodeloffiberopticgyroscope(FOG)，basedonbackpropagation(BP)neuralnetworkandadaptiveboosting(AdaBoost)learningalgo—rithm，anewBP-AdaBoosttemperaturecompensationmethodwasproposedtoeffectivelyenhancetheFOGbi·asstability．Theeffectsofmodelpara

5、metersonthepredictionprecisionwerealsoinvestigated．AprogramfordeterminingthenumberofhiddenlayerneuronsinBPneuralnetworkandthenumberofiterationsinAdaBoostmodelwasgiven．ThepredictionerrorbythisBP—AdaBoostalgorithmissmallerthanthatbysingleBPneuralnetwork．Bylargeamountofexperim

6、entsandcalculationsfromFOG，thecompensationresultsshowthat，theproposedapproachhasbetterperformancecomparedwiththosetraditionallinearregressionmodel，mixedline·arregressionmodel，andsingleBPneuralnetwork．Throughtheanalysisandsimulation，thisapproachim—provedisvalidatedandhasagre

7、atvalueofengineeringreference．Keywords：fiberopticgyroscope；temperaturecompensation；adaptiveboosting(AdaBoost)algorithm；backpropagation(BP)neuralnetwork光纤陀螺具有可靠性高、寿命长、启动时间短、动态范围大等优点，已经成为新一代惯性制导、测量系统中的主要器件．构成光纤陀螺的核心部件对温度较为敏感，当环境温度发生变化时，在陀螺的输出信号中将产生非互易性相位误差，导致光纤陀螺零位漂移不稳定，严重制约着

8、光纤陀螺的精度，因此有必要采取温度控制或温度补偿措施来消除这种误差‘1

9、．研究表明，温度变化引起的误差难以用明确的函数关系表示，采用非线性模型对光纤陀螺的零偏进行建