小波滤波在光纤陀螺信号处理中的应用

振动条件下产 生的噪声等 噪声的存在会 降低陀螺稳 定 、 台 伺 服 系 统 的 性 能 。 尤 其 以振 动 噪 声 影 响 最 大 。 为 此 ，存 不
增 加 光 纤 陀 螺 硬 件 成 本 的 基 础 上 ， 用 软 件 设 计 对 光 纤 陀 螺 信 号 进 行 滤 波 去 噪 以提 高 其 输 出信 号的 精 度 便 成 为 研 究 光 纤 陀 螺 应 用 的 热 点 。小 波 分 析 是 近 年 来 发 展 起 来 的 一 １ 冲｝ 分
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陀螺 的输 出噪声是 改善伺服 系统特性 的有 效手段之一 。本文提 出一种 基于小波 多分辨 分析结合 均值滤波的方法 ，能有 效 降低 陀螺 的输 出噪 声。通过仿真 实验 ，验 证 了小波 实时滤波算法对 陀螺输 出信号进行滤波 消噪 处理的可行性和有 效性 。
关 键 词 ： 光 纤 陀 螺 ；信 号 处 理 ；伺 服 系统 ；小 波 滤 波
ｌ 弓 言 Ｉ 光 纤 陀 螺 以其 全 固 态 、高 灵 敏 度 、动 念 范 刚 大 、 重 量 轻 、 能 耗 低 等 特 点正 逐 渐 成 为 机 载 武 器 导 引系 统 的 关 键 元 件 ， 而 由于 光 纤 陀 螺 光 子 的 自 发 辐 射 、 探 洲 器 的 敞 粒 噪 声 、 放 大 器 的 热 噪 声 、 光 源 相 对 强 度 噪 声 、 比采 样 时 间 短 的 相 关 时 问 的 高 频 噪 声 、 光 纤 陀 螺 数 ７ 输 的 量 化 噪 声 、
析工具 ，利用 正交小波 的多分辨率特性 对信 号进 行处理 ，
相 当 于 多 个 带 宽 不 同 的 滤 波 器 对 信 号进 行 处 ， 冈此 优 ｌ 『 传 统 的滤 波 器 …。
２ 小波滤波的原理
小波 去噪 的主 要 原 理 是 从 含 噪 信 号 【寻 找 剑 小波 函数 十 １
算 精度 ，还 要 考虑 计算 量 和实 时性 的 要求 。分 解级 数 太
小 ，信 号中 包 含 的 谐 波 干 扰 滤 除 不 干 净 。但 级 数 也 不 可 能 无 限 增 大 ， 级 数 越 大 ， 计 算 量 越 大 ， 输 出 的延 迟 越 长 ，不 符 合 实 时性 的 要 求 。通 俗 地 说 ，尺 度 部 分 是 否 能 量 小 的 无 法 再 分 了 ，或 者 说 尺 度 部 分 没 有 信 号 成 分 了 ，这 种 细 节 部 分就 是 我 们 需 要 的 频 带 。
空 间 的最 佳 映 射 ，对 信 号 进 行 滤 波 处 理 分 析 ， 能 够 将 成 功 地 保 留信 号 的 原 始 特 征 ， 将 得 到 的特 征 信 号 与 低 通 滤 波 后 的 信 号 进 行 组 合 重 构 。根 干 扰
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信 号 与 滤 波 后 信 号 按 一 定 的 组 合 方 法 进 行 重 构 ， 由 此 可 见 ，小 波 去 噪“实 际 上 是特 征提 取 和 低 通 滤 波 的 综合 。
３ 小波分解级数的确定
在 小 波 分解 过 程 中 ， 按 频 带 二 分 的 原 则 ， 分 解 到 第 几 级 可 以 得 到 我 们 需 要 的信 号 ，这 就 是 要 求 的 分 解 级 数 。 小 波 分解 级 数 （ 度 ） 的选 取 有 一 定 的 限 制 ，不 仅 要 考 虑 计 尺
中国西部 科技 ２ １ 年０ 月 （ 旬 ） ９ ０ ２ ０ 下 第０ 卷第０ 期总 第２ ３ ６ ０ 期
小波滤波在光纤陀螺信号处理中的应用
吕常波 陈晓曾 翟 永 波
（ 国 空 空导 弹研 究 院 ，河 南 洛 阳 ４ １ ０ ） 中 ７ ０ ９
摘
要：光 纤陀螺作为 陀螺稳 定平 台伺服 系统稳定 回路 的反 馈测量 元件 ，其输 出噪声直接 影响伺服 系统控 制精度 。抑制