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        基于光纖陀螺的大壩安全監(jiān)測隨機(jī)漂移誤差

        2018-09-10 15:55:43向超蔡德所沈瑋
        人民黃河 2018年6期
        關(guān)鍵詞:ARMA模型安全監(jiān)測

        向超 蔡德所 沈瑋

        摘 要:光纖陀螺儀是在面板堆石壩面板撓度變形監(jiān)測中應(yīng)用的一種新型儀器,它在預(yù)先埋設(shè)的管道中運(yùn)行。隨機(jī)漂移是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在大壩安全監(jiān)測中運(yùn)用的主要誤差源,為了有效減小光纖陀螺的誤差,需要對(duì)光纖陀螺的隨機(jī)誤差建立模型。根據(jù)時(shí)間序列建模基本原理,建立自回歸滑動(dòng)平均模型( ARMA),在此基礎(chǔ)上運(yùn)用卡爾曼濾波算法對(duì)光纖陀螺隨機(jī)漂移信號(hào)進(jìn)行濾波降噪。濾波結(jié)果和Allan方差分析表明,濾波效果較好,光纖陀螺的精度得到提高,能更好地反映大壩運(yùn)行的真實(shí)情況,從而為大壩運(yùn)行狀況的客觀評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:安全監(jiān)測:光纖陀螺;隨機(jī)漂移;ARMA模型;面板堆石壩

        中圖分類號(hào):TV698.1

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        doi:10.3969/j.issn.1000- 1379.2018.06.032

        隨著大壩建設(shè)中壩體的不斷增高,大壩監(jiān)測周期持續(xù)延長,面板堆石壩的面板撓度變形監(jiān)測顯得尤為重要。面板撓度在蓄水初期向凌空面變形,隨著蓄水逐漸增多,逐漸回落向壩體內(nèi)部變形,最后向壩體內(nèi)部整體回落。常規(guī)儀器監(jiān)測往往以點(diǎn)式監(jiān)測為主,使用壽命較短,所以急需尋找一種新的儀器進(jìn)行有效的安全監(jiān)測。光纖陀螺系統(tǒng)具有造價(jià)低、連續(xù)分布式監(jiān)測、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值[1-5],已經(jīng)在思安江、水布埡、猴子巖等面板堆石壩取得了豐碩的監(jiān)測成果,但是受其自身特性的影響,在監(jiān)測數(shù)據(jù)采集過程中易產(chǎn)生隨機(jī)漂移。為減少光纖陀螺的隨機(jī)漂移誤差,根據(jù)時(shí)間序列建模的原理,建立自回歸滑動(dòng)平均模型,再用卡爾曼濾波算法對(duì)隨機(jī)漂移信號(hào)進(jìn)行濾波降噪,從而達(dá)到減少隨機(jī)漂移誤差的目的。

        1 時(shí)間序列建模

        1.1 時(shí)間序列建?;驹?/p>

        設(shè){X(t)}為平穩(wěn)、正態(tài)、零均值的時(shí)間序列,在t

        模型描述:在t時(shí)刻觀測值xt的輸出與之前p個(gè)時(shí)刻的觀測值和t時(shí)刻進(jìn)入系統(tǒng)的擾動(dòng)存在關(guān)系,與之前進(jìn)入系統(tǒng)的擾動(dòng)無關(guān)。

        若令ψi=0(i=1,2,3,…,p),則ARMA(p,q)模型轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)平均模型MA(q):

        模型描述:在t時(shí)刻觀測值xt的輸出與受到t時(shí)刻和之前q個(gè)時(shí)刻進(jìn)入系統(tǒng)的擾動(dòng)有關(guān),與之前的觀測值無關(guān)。

        綜上所述,AR(p)模型和MA(q)模型均為ARMA(p,q)模型的特殊情況。

        1.2 模型識(shí)別

        本次試驗(yàn)的光纖陀螺儀為單軸陀螺儀,是由光纖陀螺和加速度計(jì)組成的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng),其采樣頻率為300 Hz,標(biāo)度因數(shù)為52 114.7。選取20 min的穩(wěn)定信號(hào)序列X(t),共計(jì)360 000個(gè)數(shù)據(jù),原始波形見圖1。

        根據(jù)時(shí)間序列模型的特點(diǎn),應(yīng)用平穩(wěn)時(shí)間序列的自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì),可以識(shí)別平穩(wěn)時(shí)間序列的模型。平穩(wěn)時(shí)間序列{X(t)}的自協(xié)方差函數(shù)為

        通過計(jì)算平穩(wěn)時(shí)間序列{X(t)}的自相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù),根據(jù)3種時(shí)間序列模型的特性(表1),可以對(duì)平穩(wěn)時(shí)間序列{X(t)}適用的模型進(jìn)行識(shí)別。

        由表1可知,若計(jì)算出{X(t)}的自相關(guān)系數(shù)拖尾,且偏相關(guān)系數(shù)在k=p處截尾,則為AR(p)模型;若自相關(guān)系數(shù)在k=q處截尾,偏相關(guān)系數(shù)拖尾,則為MA(q)模型;若偏相關(guān)系數(shù)和自相關(guān)系數(shù)均拖尾,則為ARMA(p,q)模型,其模型階數(shù)需另外求解。

        運(yùn)用MATLAB軟件[10],計(jì)算試驗(yàn)樣本時(shí)間序列{X(t)}的自相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù),見圖2、圖3。

        由圖2、圖3可見,試驗(yàn)樣本時(shí)間序列{X(t)}的自相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)均表現(xiàn)為“拖尾”,故判定模型為ARMA(p,q)模型。

        1.3 模型階次識(shí)別

        為求得ARMA(p,q)模型的階次,即求出p、q的值,目前使用較多的定階方法為FPE準(zhǔn)則、AIC準(zhǔn)則和BIC準(zhǔn)則。這里使用AIC準(zhǔn)則對(duì)模型定階,AIC函數(shù)的定義為

        識(shí)別條件:由低階到高階依次建立若干模型,計(jì)算各模型的AIC值,最小的AIC值所對(duì)應(yīng)的p、q值為模型的階次。

        根據(jù)光纖陀螺隨機(jī)漂移序列模型一般不超過3階的經(jīng)驗(yàn),對(duì)樣本{X(t))分別建立以階次p=0,1,2,3和q=0,1,2,3的ARMA(p,g)模型,并分別計(jì)算其AIC值,見表2。

        圖5與圖4對(duì)比可見,運(yùn)用卡爾曼濾波算法對(duì)光纖陀螺隨機(jī)漂移信號(hào)進(jìn)行濾波之后,隨機(jī)漂移的幅度明顯減小,幅值原來約為6×10 -3,濾波后變?yōu)?×10 -3,且濾波前漂移信號(hào)的方差為1.87×10 -6,濾波后變?yōu)?.22×10 -7。采用Allan方差法對(duì)濾波前和濾波后的光纖陀螺輸出信號(hào)進(jìn)行分析可知(表3),由于光纖陀螺自身精度比較高,因此其輸出信號(hào)的角度隨機(jī)游走、零偏不穩(wěn)定性、角速率隨機(jī)游走、速率斜坡、量化噪聲均很小且經(jīng)過濾波之后速率斜坡及量化噪聲降低了一半左右。

        3 工程應(yīng)用

        猴子巖面板堆石壩是世界上同類型的第二高壩,壩頂高程1 848.5 m,最大壩高223.5 m。以猴子巖面板堆石壩1 805 m高程、0+117.5斷面的壩體沉降監(jiān)測為例,采用光纖陀螺儀和水管式沉降儀兩種儀器進(jìn)行監(jiān)測。圖6是蓄水前和蓄水過程中兩種監(jiān)測儀器的監(jiān)測結(jié)果對(duì)比。

        由圖6可以看出,光纖陀螺監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的沉降曲線與水管式沉降儀的測點(diǎn)沉降曲線具有較好的重合性,說明運(yùn)用光纖陀螺監(jiān)測大壩沉降變形趨勢與常規(guī)儀器相一致,且沉降曲線符合大壩變形規(guī)律,測量精度較高。

        4 結(jié)語

        本文研究了光纖陀螺的隨機(jī)誤差,運(yùn)用時(shí)間序列ARMA對(duì)光纖陀螺隨機(jī)漂移建模,采用Kalman濾波算法對(duì)光纖陀螺信號(hào)進(jìn)行濾波,結(jié)合Allan方差對(duì)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明,光纖陀螺的隨機(jī)漂移誤差明顯減小,精度得到有效提高。工程應(yīng)用表明,用光纖陀螺系統(tǒng)監(jiān)測面板堆石壩變形能夠較好地反映面板堆石壩的真實(shí)運(yùn)行情況,為大壩的安全評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 廖鋮,蔡德所,李苗,等,基于光纖陀螺的水布埡水電站大壩面板撓度變形規(guī)律分析[J].水利水電技術(shù),2015,46(11):97-100.

        [2]王德厚,大壩安全與監(jiān)測[J].水利水電技術(shù),2009,40(8):126-132.

        [3] 酈能惠,高混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)理念探討[J].巖土工程學(xué)報(bào),2007,29(8):1143-1150.

        [4] 秦鵬,光纖陀螺系統(tǒng)在水布埡工程中的應(yīng)用及系統(tǒng)升級(jí)研究[D].宜昌:三峽大學(xué),2014:2-12.

        [5] 蔡德所,李昌彩,衛(wèi)炎,等,三維光纖陀螺系統(tǒng)分布式測量思安江面板堆石壩撓度[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),2006,25(4):79-82.

        [6] 霍元正.MEMS陀螺儀隨機(jī)漂移誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究[D].南京:東南大學(xué),2015:19- 24.

        [7]郭港,光纖陀螺隨機(jī)誤差辨識(shí)及信號(hào)處理技術(shù)研究[D].北京:中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所),2016:41-47.

        [8] CHEN Xiyuan. Study on FOG-SINS/GPS Integrated AttitudeDetermination System Using Adaptive Kalman Filter[J].Springer-Verlag, 2006(1):417-425.

        [9] 陳永冰,查峰,劉勇,光纖陀螺隨機(jī)誤差的重疊分段Allan分析方法[J].中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào),2016(2):235-241.

        [10] 韓路躍,杜行檢,基于MATLAB的時(shí)間序列建模與預(yù)測[J].計(jì)算機(jī)仿真,2005,22(4):105-107.

        [11] 呂常波,陳曉曾,翟永波,小波濾波在光纖陀螺信號(hào)處理中的應(yīng)用[J].中國西部科技,2010(6):24-25.

        [12] 巫大利,孫付平,李海峰,等,激光陀螺隨機(jī)漂移的漸消Kalman濾波[J].電光與控制,2011(3):91-93.

        [13] 李家壘,許化龍,何婧,光纖陀螺信號(hào)的小波包去噪及改進(jìn)[J].光學(xué)學(xué)報(bào),2010(8):2224-2228.

        [14] 任春華,熊林香,趙雪江,等,小波閾值濾波在光纖陀螺信號(hào)處理中的應(yīng)用[J].壓電與聲光,2010(6):957—959.

        [15] 袁瑞銘,孫楓,陳慧,光纖陀螺信號(hào)的小波濾波方法研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004(9):1235-1238.

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