基于正弦激勵的壓電加速度計模型參數(shù)辨識

魯 敏, 胡紅波

(1. 北京遙測技術(shù)研究所, 北京 100086; 2. 中國計量科學研究院, 北京 100029)

1 引 言

加速度計通常用于瞬態(tài)機械量的測量,其性能好壞決定測量結(jié)果是否準確可靠。目前壓電加速度計的校準,主要采用的是振動與沖擊激勵的校準方式[1～3]。對于振動校準,得到的結(jié)果是單一頻率下加速度計的復靈敏度,實際測量中的振動量很少是單頻純正弦的運動;對于沖擊校準,采用的是一個確定時域形狀的沖擊激勵,實際測試過程中的機械沖擊量很難與校準所采用的沖擊波形完全一致。如當被測的機械振動量是幾個頻率合成的一個復合機械振動時,無法根據(jù)加速度計校準結(jié)果準確設置相應的參數(shù),所以常規(guī)的校準方法得到的結(jié)果不能完全滿足高精度的動態(tài)測量的要求。

目前對加速度計的校準方法,都屬于對加速度計經(jīng)驗傳遞函數(shù)(ETFE),即非參數(shù)的傳遞函數(shù)的估計,并且依據(jù)GUM不確定度評估框架對測量過程進行評估,該方法不能實現(xiàn)加速度計對任意激勵信號輸出的預測[4]。GUM準則主要是規(guī)定了對穩(wěn)態(tài)量、常量等分析評估的過程,且其中對測量系統(tǒng)的評估,也沒有采用微分或者差分方程、時延或者時間相關(guān)和失真等指標。在實際的動態(tài)測量過程中,由于測量系統(tǒng)不理想的動態(tài)特性產(chǎn)生的動態(tài)誤差有時會大于由于測量不確定度而引入誤差[5]。為滿足動態(tài)量測量對加速度計的要求,必須完整地確定加速度計的輸入輸出關(guān)系。這些內(nèi)容實際是測量系統(tǒng)動力學相關(guān)的內(nèi)容[6,7]。……