[发明专利]一种应用于惯性器件中数字滤波器的设计方法

权利要求书

1.一种应用于惯性器件中数字滤波器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定数字滤波器的幅相特性限制条件，即计算对数幅值衰减允许值和相位延迟允许值；

步骤2：确定数字滤波器的一些性能指标参数，主要包括通带截止频率f_p、阻带起始频率f_s、通带最大衰减a_p、阻带最小衰减a_s；

步骤3：设计参考模拟低通滤波器的传递函数，利用双线性变换转换成IIR数字滤波器；

步骤4：观察数字滤波器z函数的波特图，计算低频段的对数幅频特性和相频特性，利用惯性器件实际测试数据进行离线仿真计算，观察时域去噪效果、幅值衰减和信号延迟参数；

步骤5：利用模糊规则进行模糊推理，计算滤波综合性能因子，不满意则返回步骤2，否则进入步骤6；

步骤6：在实际捷联惯导系统中应用设计的数字滤波算法在线运行，不满意则返回步骤2，否则设计结束。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述的步骤1包括：

幅相特性限制依据为：

根据惯性器件的精度、测量范围、温漂系数和标度因数非线性确定数字滤波器的对数幅频衰减允许值；

根据捷联惯导系统的位置精度、姿态角精度要求确定数字滤波器的相位延迟允许值。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述的步骤2包括：

根根惯性器件实际采集数据的功率谱分析确定数字滤波器性能指标参数的参考值。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述的步骤3包括以下步骤：

步骤31：计算数字频率及双线性变换对应的模拟频率：数字频率ω_p＝2πf_p/f、ω_s＝2πf_s/f其中f为惯性器件信号采样频率，对应的模拟频率

步骤32：计算滤波器阶数的参考值

步骤33：计算模拟低通滤波器的传递函数

Ha(s)=ΩpN2N-1ϵΠk=1N[s-Ωp(shxksinyk+jchxkcosyk)],]]>式中xk=-1Nsh-11ϵ,]]>yk=-2N-1Nπ2,]]>

ϵ=10ap/10-1;]]>

步骤34：利用双线性变换公式计算得到IIR数字滤波器的传递函数H(z)。