[发明专利]液环角加速度计的设计方法及其动‑压过程的建模方法

权利要求书

1.一种液环角加速度计动-压过程的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采集液环角加速度计动-压样机的角加速度数据及其对应的压力差数据；

步骤2，建立动-压过程系统的辨识模型：

x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)+w(k)

y(k)＝Cx(k)+v(k)

其中，x(k)∈Rⁿ为系统的状态向量；u(k)∈R^m为系统的输入数据矩阵，由步骤1采集得到的角加速度数据组成；y(k)∈R^l为系统的输出数据矩阵，由步骤1采集得到的压力差数据组成；w(k)∈Rⁿ为过程噪声，v(k)∈R^l是测量噪声；A∈R^n×n,B∈R^n×m,C∈R^l×n为系统矩阵，n为系统阶次，m是输入数据矩阵的维度，l是输出数据矩阵的维度；k为采样点序号；

动-压过程系统的辨识模型的系统阶次n遍历1到N，N≥10，得到一系列不同阶次下的系统子空间辨识模型；

步骤3，采用子空间辨识算法对不同阶次下的系统子空间辨识模型进行辨识，得到的一系列不同阶次下的系统矩阵的估计值；将所述估计值代入到对应阶次下的系统子空间辨识模型中，得到不同阶次下的系统子空间模型；

步骤4，计算各阶次系统子空间模型的赤池信息量值，最小赤池信息量值对应的系统子空间模型即为最终的液环角加速度计动-压过程模型。

2.如权利要求1所述的一种液环角加速度计动-压过程的建模方法，其特征在于，所述步骤3中，采用子空间辨识算法得到系统矩阵的估计值的方式为：

步骤3.1，依据矩阵U_p、U_f、Y_p和Y_f构建汉克矩阵；其中矩阵U_p、U_f、Y_p和Y_f的获得方式为：

将输入数据矩阵u(k)均分为两半，一半作为系统过去的输入数据矩阵U_p，一半作为系统未来的输入数据矩阵U_f；将对应的输出数据矩阵y(k)按同样的分割点均分为两半，一半作为系统过去的输出数据矩阵Y_p，一半作为系统未来的输出数据矩阵Y_f；

步骤3.2，计算矩阵Y_f的行空间沿矩阵U_f的行空间在矩阵W_p的行空间上的斜投影，得到投影矩阵Ο_i；其中矩阵

步骤3.3，定义权重矩阵W₁和W₂，对投影矩阵Ο_i进行奇异值分解，得到奇异值分解为：

WiOiW2=U1U2S1000V1TV2T=U1S1V1T]]>

其中，W₁为非奇异矩阵，rank(W_p)＝rank(W_pW₂)，rank表示矩阵的秩，U₁,U₂,S₁,V₁,V₂为奇异值分解矩阵，上标T表示转置；

步骤3.4，基于权重矩阵W₁和W₂以及奇异值分解矩阵U₁,U₂,S₁，得到不同阶次下的系统矩阵的估计值。