系统工程与电子技术 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (10): 3259-3264.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.10.30

• 制导、导航与控制 • 上一篇    

基于CEEMD半球谐振陀螺输出预测方法

吴宗收, 汪立新, 沈强, 李灿, 李文华   

  1. 火箭军工程大学导弹工程学院, 陕西 西安 710025
  • 收稿日期:2021-06-22 出版日期:2023-09-25 发布日期:2023-10-11
  • 通讯作者: 汪立新
  • 作者简介:吴宗收(1997—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为导航、制导与控制
    汪立新(1966—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为惯性系统及测试
    沈强(1989—), 男, 讲师, 博士, 主要研究方向为惯性系统及仪器研究
    李灿(1989—), 男, 助教, 硕士, 主要研究方向为惯性系统及仪器研究
    李文华(1993—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为惯性导航与组合导航
  • 基金资助:
    陕西省自然科学基础研究计划(2020JQ-491)

Output prediction method of hemispherical resonator gyro based on CEEMD

Zongshou WU, Lixin WANG, Qiang SHEN, Can LI, Wenhua LI   

  1. College of Missile Engineering, Rocket Force Engineering University, Xi'an 710025, China
  • Received:2021-06-22 Online:2023-09-25 Published:2023-10-11
  • Contact: Lixin WANG

摘要:

为解决半球谐振陀螺(hemispherical resonator gyro, HRG)实时输出预测问题, 提高陀螺输出预测精度, 提出了一种基于互补集合经验模态分解的时间序列反向传播(back propagation, BP)神经网络输出预测方法。该方法通过对陀螺输出数据使用互补集合经验模态分解, 对分解得到的信号分量进行平稳性检验, 根据检验结果选择时间序列分析和BP神经网络建模预测, 将预测信号重构得到最终预测信号。所提方法克服了HRG输出非线性和非平稳性较强的特点与传统时间序列分析建模要求的矛盾。进行了该方法与单独使用时间序列分析、BP神经网络建模预测方法的对比, 所提方法的预测精度提高了1~2个数量级, 验证了该方法的有效性和精度。

关键词: 半球谐振陀螺, 互补集合经验模态分解, 时间序列分析, 反向传播神经网络

Abstract:

In order to solve the real time prediction problem of hemispherical resonator gyro (HRG) output and improve the prediction accuracy of HRG output, a time-series back propagation (BP) neural network output prediction method based on complementary ensemble empirical mode decomposition is proposed. The method uses complementary ensemble empirical mode decomposition to decompose output data of gyro, and then tests the stability of the decomposed signal components. According to the test results, the time-series analysis modeling and BP neural network modeling are selected to model to predict gyro data, and then reconstruct the predicted signal to obtain the final prediction signal.The method overcomes the contradiction between the strong nonlinearity and nonstationarity of HRG output and the requirements of traditional time series analysis modeling. Compared with time series analysis and BP neural network modeling prediction method, the prediction accuracy of the proposed method is improved by 1~2 orders of magnitude, which verifies the effectiveness and accuracy of the proposed method.

Key words: hemispherical resonator gyro (HRG), complementary ensemble empirical mode decom-position (CEEMD), time-series analysis, back propagation (BP) neural network

中图分类号: