【技术实现步骤摘要】
本申请涉及噪声处理，具体涉及一种低功率电阻电推进电压动态调节方法及系统。
技术介绍
1、电推进系统，也称电火箭发动机，是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备。它的优点是不再需要使用固体或液体燃料，省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却结构等，能大幅减少航天器的燃料携带量。电阻电推进器是一种通过电阻加热工作流体产生推力的电推进系统，通过将电能转化为热能，再通过工作流体的膨胀产生推力。在实际电阻电推进系统运行过程中，在电流保持不变的情况下需要通过调节电压大小进而调节推力的大小，为了使得在电压和推力的闭环调节的过程中进行更加精确的控制，那么就需要准确的推力数据，但在电阻电推进系统中，由于环境因素会导致数据在采集或者传输过程中引入噪声，进而影响电压的调节过程。
2、在利用卡尔曼滤波对采集到的推力数据进行滤波的过程中，由于不同时间段受到的环境噪声的程度可能不同，因此不同时间段推力数据噪声受到的噪声影响不同。传统卡尔曼滤波过程中测量噪声的协方差矩阵通常是通过实验、测量方法得到，但是在实际运行的过程中由于噪声的随机性以及不确定性，总会存在意料之外的噪声导致卡尔曼增益出现偏差。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低功率电阻电推进电压动态调节方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，该方法包括以下步骤：
3、获取低功率电阻电推进系统的推力数据、电压数据以及
4、根据各数据点在电压数据与系统调节电压数据之间的连续变化差异获取各数据点的一阶差值；各数据点的局部范围由距离各数据点最近的n个数据点组成；根据各数据点在局部范围内一阶差值的局部差异一致性特点获取电压数据各数据点的可信度；
5、设置各数据点的局部窗口；将推力数据中各数据点的局部窗口在压力数据中向前滑动，直到满足条件则停止滑动，得到滑动后对应压力数据的局部窗口，根据两个局部窗口之间的相关关系获取结构相似性；根据推力数据各数据点的局部窗口与对应压力数据的局部窗口内数据点的响应时间获取各数据点的响应时间一致性；结合响应时间一致性、对应局部窗口内电压数据点的可信度差异以及结构相似性获取推力数据各数据点的噪声表现程度；
6、基于推力数据各数据点的噪声表现程度改进卡尔曼增益系数，得到去噪后的推力数据，通过去噪后的推力数据结合pid控制算法调节电推进系统的电压数据。
7、优选的，所述根据各数据点在电压数据与系统调节电压数据之间的连续变化差异获取各数据点的一阶差值，包括：
8、计算各数据点在电压数据与系统调节电压数据之间的差值；计算各数据点的右相邻数据点在电压数据与系统调节电压数据之间的差值；将两个差值的差值绝对值作为各数据点的一阶差值。
9、优选的，所述根据各数据点在局部范围内一阶差值的局部差异一致性特点获取电压数据各数据点的可信度，包括：
10、对于各数据点在局部范围内的所有相邻数据点，均可获取对应的一阶差值；
11、将局部范围内的所有所述一阶差值的平均值的相反数作为指数、将自然常数作为底数得到指数函数，将所述指数函数的计算结果作为电压数据各数据点的可信度。
12、优选的，所述各数据点的局部窗口为以各数据点为中心的左右相邻共m个数据点组成。
13、优选的，所述条件，包括：
14、计算各数据点在推力数据中的局部窗口与在压力数据中滑动后的局部窗口内数据之间的皮尔逊相关系数，当所述皮尔逊相关系数大于等于预设相似阈值时，则停止滑动；
15、否则，继续滑动，直到到达压力数据的边界则停止滑动。
16、优选的，所述根据两个局部窗口之间的相关关系获取结构相似性，包括：
17、将两个局部窗口内对应数据点数值之间的皮尔逊相关系数作为两个局部窗口之间的结构相似性。
18、优选的，所述根据推力数据各数据点的局部窗口与对应压力数据的局部窗口内数据点的响应时间获取各数据点的响应时间一致性，包括：
19、获取推力数据各数据点的局部窗口内所有数据点与对应压力数据中的局部窗口内所有数据点之间的采集时间的差值绝对值，将推力数据各数据点的局部窗口内所有所述差值绝对值组成响应时间序列；
20、计算所述响应时间序列的方差作为推力数据各数据点的响应时间一致性。
21、优选的，所述结合响应时间一致性、对应局部窗口内电压数据点的可信度差异以及结构相似性获取推力数据各数据点的噪声表现程度，包括：
22、将所述响应时间一致性除以各数据点的结构相似性加1的和值得到各数据点的可信度修正值；获取推力数据各数据点局部窗口内所有数据点在压力数据中的可信度均值；
23、将所述可信度修正值与所述可信度均值的乘积结果的归一化值作为推力数据各数据点的噪声表现程度。
24、优选的，所述基于推力数据各数据点的噪声表现程度改进卡尔曼增益系数，包括：
25、将推力数据各数据点的噪声表现程度的相反数作为以自然常数为底数的指数函数的指数；
26、当推力数据各数据点的噪声表现程度大于等于预设噪声阈值时，将所述指数函数的计算结果与推力数据各数据点的传统卡尔曼增益参数的乘积作为修正后的卡尔曼增益参数；
27、当推力数据各数据点的噪声表现程度小于预设噪声阈值时，将所述指数函数的计算结果与1的和值乘以推力数据各数据点的传统卡尔曼增益参数得到修正后的卡尔曼增益参数。
28、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种低功率电阻电推进电压动态调节系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。
29、本专利技术至少具有如下有益效果：
30、本专利技术通过分析系统调节电压数据与电压数据在各数据点局部范围内的差值一致性特点，表征电压数据各数据点的可信度，用于判断电压数据受到的噪声影响情况，弥补了单一数据评价的准确性，降低噪声识别异常的缺陷；
31、接着，本专利技术分析电阻电推进系统中电压数据和推力数据之间的关系，计算推力数据点噪声的表现程度，通过计算结构相似性跨越到分析对应滑动窗口之间的响应时间一致性原理的，挖掘数据延迟规律，同时结合电压数据的可信度，从不同层面对各数据点的噪声进行分析，使得分析噪声程度的过程更加全面，提高了后续滤波的准确性；
32、本专利技术通过噪声程度修正每个推力数据点的卡尔曼增益参数，根据噪声表现程度影响测量信息与先验信息的重要性倾向，能够有效降低卡尔曼滤波器对于系统模型的依赖，即避免由于系统模型存在误差导致卡尔曼滤波的效果降低，使得通过推力数据点的噪声表现程度对卡尔曼增益修正后的滤波过程更加高效，从而得到准确的推力数据，进而便可进行准确的电压动态调节，可以减小模型误差对状态估计的影响，更好的适应系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据各数据点在电压数据与系统调节电压数据之间的连续变化差异获取各数据点的一阶差值，包括：
3.如权利要求2所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据各数据点在局部范围内一阶差值的局部差异一致性特点获取电压数据各数据点的可信度，包括：
4.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述各数据点的局部窗口为以各数据点为中心的左右相邻共M个数据点组成。
5.如权利要求4所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述条件，包括：
6.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据两个局部窗口之间的相关关系获取结构相似性，包括：
7.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据推力数据各数据点的局部窗口与对应压力数据的局部窗口内数据点的响应时间获取
8.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述结合响应时间一致性、对应局部窗口内电压数据点的可信度差异以及结构相似性获取推力数据各数据点的噪声表现程度，包括：
9.如权利要求8所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述基于推力数据各数据点的噪声表现程度改进卡尔曼增益系数，包括：
10.一种低功率电阻电推进电压动态调节系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据各数据点在电压数据与系统调节电压数据之间的连续变化差异获取各数据点的一阶差值，包括：
3.如权利要求2所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据各数据点在局部范围内一阶差值的局部差异一致性特点获取电压数据各数据点的可信度，包括：
4.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述各数据点的局部窗口为以各数据点为中心的左右相邻共m个数据点组成。
5.如权利要求4所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述条件，包括：
6.如权利要求1所述的一种低功率电阻电推进电压动态调节方法，其特征在于，所述根据两个局部窗口之间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾云涛，沈岩，樊明洲，罗群，
申请(专利权)人：北京易动宇航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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