[发明专利]一种多元校准风洞天平数据的处理方法

权利要求书

1.一种多元校准风洞天平数据的处理方法，其特征在于，包括：

确定初始线性矩阵，通过对载荷系列中所有点去除初始点的载荷与输出进而确定初始线性矩阵；

确定零载荷输出，在额定激励电压下，通过天平姿态为0°的电桥输出进行确定；

确定附加载荷，采用矩阵和初始点桥路输出减去零载荷输出得到附加载荷，若附加载荷在允许容差范围内则直接确定最终矩阵；若附加载荷不在允许容差范围内，则将附加载荷加载到所有校准点的校准载荷上并得到新的暂定矩阵进而重新确定附加载荷，并进行迭代以得到容差范围内的附加载荷；

确定最终载荷，根据得到的校准载荷进行确定校准矩阵；

当进行天平数据校准时，按照如下计算模型进行：

其中：r_i代表天平i分量电桥的输出电压增量，i，j=1,2,3…n;F_j和F_k分别代表天平j分量和k分量的载荷；a_i为常数项系数；b_ij为一次项系数；c1_ij为平方项系数；c2_ijk为二次交叉干扰项系数；

对一个n分量天平，计算模型中不包括常数项系数a_i在内每个分量计算模型中校准系数的总数为n(n+3)/2；

根据多元线性回归模型对多分量天平系数的估计值，其中，多元线性回归模型为

上述线性回归模型所对应得矩阵为y=Xβ+ε；

其中，y为随机变量；β₀，β₁，…，β_p是p+1个未知参数，β₀为回归常数，β₁，…，β_p为回归系数；X是一个n×(p+1)阶矩阵；ε是随机误差；

结合分量校准载荷包线图在天平上进行载荷加载并预估系数值，预估的系数值如下校准系数矩阵所示

；

通过迭代的方式确定天平分量载荷，按照如下方法分解校准系数矩阵

其中：分块矩阵C1由系数矩阵C前n列组成，即矩阵C1为n×n阶方阵；分块矩阵C2由系数矩阵C余下的元素组成，即矩阵C2为n×（27-n）阶矩阵；

所述的分块矩阵C1包括一次项校准系数，C2包括二次项校准系数，所述的二次项校 准系数包括平方项和交叉项；分块矩阵F1包括天平n个分量的载荷，F2包括天平n个分量载荷的组合乘积；

设定n个分量的全部自变量组成载荷矩阵F，该载荷矩阵F如下所示

其中：分块矩阵F1由载荷矩阵F前n行组成，即矩阵F1为n×1阶列阵；分块矩阵F2由载荷矩阵F余下的元素组成，即矩阵F2为（27-n）×1阶列；

设定分量输出电压增量矩阵r，该电压增量矩阵r如下所示

；

在迭代后进行收敛，将以下规则作为收敛条件：

其中，ε_n×1是给定矢量；

所述的ε_n×1的推荐值按照如下规则进行确定：

。