[发明专利]一种加速度计偏值混合不确定性传播分析方法

说明书

本发明属于惯性导航技术领域，公开了一种加速度计偏值混合不确定性传播分析方法；加速度计装配制造过程中存在诸多不确定性因素，包括分析总结加速度计装配制造过程中存在的不确定性因素；构造含随机变量与区间变量的加速度计偏值不确定性分析模型；根据现有实验数据，获得随机变量的统计矩信息，构造各随机变量对应的混沌多项式基底；求解不确定性分析模型系数区间，获得加速度计偏值输出的均值区间与方差区间。本发明度量出加速度计装配制造过程中存在的不确定性因素对其偏值的影响，为优化加速度计装配制造工艺提供理论参考。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及一种加速度计偏值混合不确定性传播分析方法。

技术背景

惯导制导用加速度计是一种测量加速度的传感器，目前已广泛应用于航空、航天、航海等与国防安全息息相关的重要领域。作为惯性导航、制导系统中的核心元件，加速度计用于实时测量载体在空间中的线运动，为载体的导航提供位置、速度、加速度等关键信息。加速度计的性能直接决定了惯性导航、制导系统的精度；随着航空宇航技术的不断发展与各国对国防安全的日益重视，现代化高精度国防惯导装备对加速度计的性能提出了越来越高的要求，偏值输出精度是评估加速度计性能非常重要的一个指标。

在加速度计实际装配制造过程中存在垫块高度、胶粘剂涂敷厚度不一致等诸多不确定性因素，造成其偏值输出较离散，给其精度的提升及其在国防惯导装备中应用提出了很大的挑战。

公开号为CN111125928A的发明申请公开了一种概率-区间混合的加速度计偏值不确定性传播分析方法，具体公开了分析加速度计生产制造过程中存在的不确定性因素；构建加速度计偏值不确定性分析模型；求解加速度计的偏值输出。上述专利申请是基于随机变量具有特定且已知的概率分布，当随机变量概率分布类型未知或分布类型信息有限时，采用上述方法会造成分析结果产生较大的误差，甚至不可信。

发明内容

针对现有技术加速度计生产制造过程中的不确定性因素对其偏值输出的影响中随机变量概率分布类型未知或分布类型信息有限的问题。

本发明提供一种加速度计偏值混合不确定性传播分析方法，包括以下步骤：

步骤1、分析总结加速度计装配制造过程中存在的不确定性因素：

基于实际装配制造工艺过程结合工程经验，分析获得加速度计装配制造过程中的不确定性因素，样本信息充足但概率分布类型未知或分布类型信息有限的随机变量记为ξ＝(ξ₁,ξ₂,…,ξ_n)，样本数据匮乏的区间变量记为η＝(η₁,η₂,…,η_m)；

步骤2、构造含随机变量与区间变量的加速度计偏值输出不确定性分析模型：

式中：

f为加速度计偏值输出；

s＝(n+d)！/(n！d！)为混沌多项式展开的项数，n为随机变量的个数，d为混沌多项式的阶数；

φ_j(ξ)是以随机不确定性变量ξ为参量的多维正交多项式，由变量ξ统计矩信息推导获得；

β_j为混沌多项式展开系数；β_j可表示为：

k＝(m+d′)！/(m！d′！)为式(2)中混沌多项式展开的项数；m为区间变量的个数，d′为混沌多项式的阶数；

ψ_i(η)是以区间不确定性变量η为参量的多维正交多项式；

β_j,i为系数矩阵β的第i行第j列元素；