[发明专利]一种基于卡曼滤波器的电火花极间电压信号处理方法

摘要

本发明涉及一种基于卡曼滤波器的电火花极间电压信号处理方法，假设极间电压是由白噪音通过一个线性滤波器产生，在这个假设的基础上，利用Yule‑Walker新息增益矩阵法对采集的极间电压信号进行处理，可以得出从白噪音到极间电压的一个传递函数，再由该传递函数转换成设计卡曼滤波器所需的状态方程。本发明能够大幅减少采集的极间电压信号中的噪音干扰，从而避免了由于噪音原因而影响电火花加工过程中的伺服运动，减少了一些不必要的伺服轴来回运动，提升电火花加工的效率。

主权项

1.一种基于卡曼滤波器的电火花极间电压信号处理方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤一：实时采集极间电压信号，并传输到数控系统；步骤二：假设极间电压由白噪音通过一个线性滤波器产生，建立白噪音与极间电压之间的传递函数，由该传递函数转换成规范可控型的状态方程；所述的白噪音和极间电压之间的传递函数表示为： G ~ ( q - 1 ) = y ( k ) e ( k ) = b 0 1 + a 1 q - 1 + ... + a n q - n ]]>式中，q-1是时间移动操作符，e(k)是白噪音，ai,i＝1…n是分母上的系数，b0是一个使稳态增益为1的常数，y(k)是滤波后的白噪音；所述的传递函数采用Yule-Walker自协方差求解系数，公式如下：式中r(k)是时间偏移为k时的自协方差，k的取值范围是从0到M；步骤三：由状态方程及白噪音方差求出测量噪音和过程噪音之间的自协方差矩阵，和两者之间的互协方差矩阵，进而得到极间电压与估计电压之间的稳态增益；步骤四：根据状态方程和协方差矩阵设计卡曼滤波器；步骤五：利用卡曼滤波器模型对极间电压信号进行处理，滤波后的极间电压作为伺服控制器的反馈信号。