一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法技术

本发明专利技术属于大气系统技术领域，尤其涉及一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法。所述方法包括：S1，实时采集某一类型飞行器的大气压力信号并解算，得到解算后的大气压力信号；S2，对解算后的大气压力信号进行幅频特性分析，得到解算后的大气压力信号的物理特性；S3，根据所述飞行器的类型、大气压力信号的采样周期，以及解算后的大气压力信号的物理特性，确定椭圆滤波器的性能参数；S4，将所述解算后的大气压力信号输入所述椭圆滤波器，得到滤波后的大气压力信号。本方法可依据不同类型飞行器和采集周期动态调整椭圆滤波参数，达到减小大气压力信号波动的同时减小启动输出时间和提高实时响应的效果。和提高实时响应的效果。和提高实时响应的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法


[0001]本专利技术属于大气系统
，尤其涉及一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法。

技术介绍

[0002]大气压力信号是原始大气特征参数之一，是计算气压高度、指示空度、升降速度等大气飞行参数的基础，是保证航空飞行器安全飞行的重要信息。由于背景噪声及电磁信号等其他干扰信号的影响，导致压力传感器采集的大气压力信号波动较大，无法向飞行器相关系统提供稳定的气压高度、空度、升降速度等重要飞行参数，影响了飞行器的安全性、操纵性和舒适性。
[0003]为减小大气压力信号的波动，提升响应速度，目前普遍采用窗口长度为N的平滑滤波方法对大气压力信号进行数字滤波。由于受到平滑滤波方法的自身约束，无法在去除大气压力采集噪声影响的同时，较快的反映当前大气压力的变化，即当滤波使用的源数据个数较少时，滤波后大气压力信号的稳定性达不到理想要求，当滤波使用的源数据个数较多时，滤波后大气压力信号实时响应性较差；同时，滤波开始后，需获取N个数据后才能输出有效的大气压力信号。此外，对于不同类型飞行器需改变平滑滤波的窗口长度，以满足各类飞行器的机动特性，滤波方法无法动态兼容多类飞行器。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，有效剔除大气压力采集时受到的背景噪声及电磁信号等的干扰，减小飞行器采集大气压力信号波动，保证后续大气参数解算的稳定性和实时性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。
[0006]一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，所述方法包括：
[0007]S1，实时采集某一类型飞行器的大气压力信号并解算，得到解算后的大气压力信号；
[0008]S2，对解算后的大气压力信号进行幅频特性分析，得到解算后的大气压力信号的物理特性；
[0009]S3，根据所述飞行器的类型、大气压力信号的采样周期，以及解算后的大气压力信号的物理特性，确定椭圆滤波器的性能参数；
[0010]S4，将所述解算后的大气压力信号输入所述椭圆滤波器，得到滤波后的大气压力信号。
[0011]本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：
[0012](1)S1具体为：
[0013]大气压力传感器实时采集某一类型飞行器的大气压力信号，将大气压力信号转换为频率信号，对其进行频数转换并采用对应的高次方程进行解算，得到解算后的大气压力
信号。
[0014](2)S2具体为：
[0015]对某一类型飞行器多组飞行包线内的大气压力信号分别进行频域转换，并进行幅频特性分析，确定该类型飞行器的大气压力信号的频域特性，得到解算后的大气压力信号的物理特性。
[0016](3)S3具体为：
[0017]确定椭圆滤波器性能参数，包括通带截止频率F
p
、阻带截止频率F
s
、通带允许的最大衰减δ
p
、阻带应达到的最小衰减δ
s
；
[0018]依据解算后的大气压力信号的物理特性和椭圆滤波器阶数计算公式，确定该类飞行器及对应采样周期下椭圆滤波器的阶数n；
[0019]依据椭圆滤波器的阶数n、通带截止频率F
p
、阻带截止频率F
s
、通带允许的最大衰减δ
p
、阻带应达到的最小衰减δ
s
以及采样周期确定椭圆滤波器的初始可变系数。
[0020](4)S4具体为：
[0021]根据确定的椭圆滤波器，对解算后的大气压力信号进行滤波，并根据多个周期的滤波输出对椭圆滤波器的可变系数进行调整。
[0022](5)根据多个周期的滤波输出对椭圆滤波器的可变系数进行调整，具体为：计算多个周期的滤波输出信号的标准差，并与设定门限进行比较；
[0023]当多个周期的滤波输出信号的标准差小于所述设定门限时，保持所述椭圆滤波器的可变系数；
[0024]当多个周期的滤波输出信号的标准差大于所述设定门限时，则根据预设规则动态调整所述椭圆滤波器的可变系数，从而改变所述椭圆滤波器的截止频率，对解算后的大气压力信号进行自适应滤波。
[0025](6)对每个周期的滤波输出信号都与之前多个周期的滤波信号一起计算标准差，若当前周期计算的标准差大于所述设定门限时，根据上一周期滤波输出的大气压力信号对应的大气压力、飞行器类型以及采样周期，动态调整所述椭圆滤波器的可变系数。
[0026](7)根据预设规则动态调整所述椭圆滤波器的可变系数，所述预设规则具体为：
[0027]预先进行多次试验，确定不同飞行器类型、不同采样周期以及不同大气压力对应的椭圆滤波器的可变系数。
[0028]本专利技术技术方案基于椭圆滤波器，提出了一种大气压力信号滤波方法，弥补现有技术的不足，同时可依据不同类型飞行器和采集周期动态调整椭圆滤波参数，达到减小大气压力信号波动的同时减小启动输出时间和提高实时响应的效果。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例提供的一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法的流程示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的自适应滤波的原理图；
[0031]图3为基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法与现有技术滤波效果对比图。
具体实施方式
[0032]本专利技术实施例提供一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，如图1所示，所述方法包括：
[0033]S1，实时采集某一类型飞行器的大气压力信号并解算，得到解算后的大气压力信号；
[0034]S2，对解算后的大气压力信号进行幅频特性分析，得到解算后的大气压力信号的物理特性；
[0035]S3，根据所述飞行器的类型、大气压力信号的采样周期，以及解算后的大气压力信号的物理特性，确定椭圆滤波器的性能参数；
[0036]S4，将所述解算后的大气压力信号输入所述椭圆滤波器，得到滤波后的大气压力信号。
[0037]本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：
[0038](1)S1具体为：大气压力传感器实时采集某一类型飞行器的大气压力信号，将大气压力信号转换为频率信号，对其进行频数转换并采用对应的高次方程进行解算，得到解算后的大气压力信号。
[0039](2)S2具体为：对某一类型飞行器多组飞行包线内的大气压力信号分别进行频域转换，并进行幅频特性分析，确定该类型飞行器的大气压力信号的频域特性，得到解算后的大气压力信号的物理特性。
[0040](3)S3具体为：确定椭圆滤波器性能参数，包括通带截止频率F
p
、阻带截止频率F
s
、通带允许的最大衰减δ
p
、阻带应达到的最小衰减δ
s
；
[0041]依据解算后的大气压力信号的物理特性和椭圆滤波器阶数计算公式，确定该类飞行器及对应采样周期下椭圆滤波器的阶数n；依据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，其特征在于，所述方法包括：S1，实时采集某一类型飞行器的大气压力信号并解算，得到解算后的大气压力信号；S2，对解算后的大气压力信号进行幅频特性分析，得到解算后的大气压力信号的物理特性；S3，根据所述飞行器的类型、大气压力信号的采样周期，以及解算后的大气压力信号的物理特性，确定椭圆滤波器的性能参数；S4，将所述解算后的大气压力信号输入所述椭圆滤波器，得到滤波后的大气压力信号。2.根据权利要求1所述的一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，其特征在于，S1具体为：大气压力传感器实时采集某一类型飞行器的大气压力信号，将大气压力信号转换为频率信号，对其进行频数转换并采用对应的高次方程进行解算，得到解算后的大气压力信号。3.根据权利要求1所述的一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，其特征在于，S2具体为：对某一类型飞行器多组飞行包线内的大气压力信号分别进行频域转换，并进行幅频特性分析，确定该类型飞行器的大气压力信号的频域特性，得到解算后的大气压力信号的物理特性。4.根据权利要求1所述的一种基于椭圆滤波器的大气压力信号滤波方法，其特征在于，S3具体为：确定椭圆滤波器性能参数，包括通带截止频率F
p
、阻带截止频率F
s
、通带允许的最大衰减δ
p
、阻带应达到的最小衰减δ
s
；依据解算后的大气压力信号的物理特性和椭圆滤波器阶数计算公式，确定该类飞行器及对应采样周期下椭圆滤波器的阶数n；依据椭圆滤波器的阶数n、通带截止频率F
p
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣晓刚，张宇楠，侯贝贝，赵林庆，杨朋樽，
申请(专利权)人：太原航空仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：