[发明专利]一种基于LMS算法的航天数据采集设备精度考核方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于LMS算法的数据采集设备精度考核方法，特别是一种航天数据采集设备的数据采集精度考核方法。 

背景技术

航天器数据采集系统对于航天器的安全运行起着关键作用，一个安全的、能够准确、实时采集数据的航天器平台，对于保障航天器的使用寿命具有重要意义。当前随着卫星平台结构日益复杂以及控制算法精度不断提高，航天器对数据采集的精度需求也随之提高，例如对于某些快速轨道机动飞行器，不但要保证数据的精确度，同时也要保证数据的实时性，这不仅对航天器数据采集系统的设计提出了更高的要求，也为如何考核数据采集系统的精度提出了新的研究课题。利用一定的手段来考核航天器数据采集系统的精确度和实时性，除了可以在设备调试阶段了解数据采集系统的性能，及时发现问题和隐患，还可以为采集设备的设计改进提供试验数据和理论依据。 

现有技术中，数据采集设备数据采集精度评估考核的方法有：是利用信号发生器产生标准电压，然后利用地面测试设备采集此信号，手工进行数据比对，重复试验得出数据采集的有效精度；利用基于验前信息的元器件性能评估算法，实现航天设备特别是元器件的性能评估。这些数据采集精度考核方法或者费时费力，仅检验数据采集的静态特性，无法对数据采集实时性做出考核，或者针对元器件及硬件电路进行性能评估，不能直接通过实验得出数据采集设备的采集精度，导致其不能适用于精度要求较为苛刻的航天数据采集设备的数据采集精度考核。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天数据采集设备的数据采集精度考核方法，对航天数据采集设备的采集精度进行考核，并给出详细的量化指标。这种方法以有限冲击响应(FIR)滤波器为数据采集系统的数学模型，以正弦信号为输入信号，采集目标数据为输出信号，利用最小均方(LMS)算法的基本原理，反推系统通道模型参数，并利用通道模型参数计算数据采集系统对正弦信号的传输特性，从而实现了数据采集系统的性能考核。考核指标包括相对于正弦信号的幅值衰减和相位平移两个方面。 

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案： 

一种航天数据采集设备的数据采集精度考核新方法，其特征是基于FIR滤波器模型，利用信号发生器、LMS算法器、数据采集器组成数据采集设备精度考核的硬件平台，并利用该硬件平台测量数据采集系统FIR模型对应的通道参数，最后利用求得的通道参数实现数据采集系统采集精度指标的获取。 

具体步骤为： 

(1)建立数据采集设备精度考核硬件平台 

从系统角度看，数据采集的精度对应于系统对信号的不失真传输及系统本身的时间稳定性，因此理想的数据采集设备具备线性时不变特性，由此可以把数据采集设备看作一个开环线性时不变系统，并利用FIR滤波器描述系统模型，把需要采集的信号作为系统的输入，把采集到的数据作为系统的输出。 

假设系统的通道模型参数为h(n)，N为通道模型长度，则系统模型可以描述为： 

y(n)=Σm=0N-1h(m)x(n-m)=Σi=1Nhixi]]>

此处i＝m+1，h_i＝h(i-1)，x_i＝x(n-i+1)。可见，输出y(n)是n个过去输入的线性加权(权系数为h_i)和。若用w_i表示权系数，用j表示时间下标，则：