[发明专利]一种孔压静力触探探头的温度补偿和维间解耦方法

权利要求书

1.一种孔压静力触探探头的温度补偿和维间解耦方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立孔压静力触探探头传感器的温度补偿模型，包括构建孔压静力触探探头中传感器输出数据受温度影响的数学表达式：

式中，ΔT＝T-T₀为实际温度与标准温度的差；F_O＝(F_XO,F_YO,F_ZO)^T为三通道传感器在实际温度下的输出；F_S＝(F_XS,F_YS,F_ZS)^T为三通道在负载与实际温度相同时，标准温度下传感器的输出；K_ij为待定参数，其中i＝1,2,3j＝1,2，由传感器的温度特性决定；ξ＝(ξ₁,ξ₂,ξ₃)^T为三通道的随机误差；

(2)根据不同温度下传感器的实际输出的样本数据，通过最小二乘法回归出温度补偿模型中的待确定参数；

(3)通过样本数据采样交叉验证温度补偿模型的准确性测试及修正模型；

(4)建立孔压静力触探探头负载与孔压静力触探探头传感器输出之间的维间解耦模型，所建立的维间解耦模型的表达式如下：

式中，F＝(F_X,F_Y,F_Z)^T为三通道的负载；b＝(b₁,b₂,b₃)^T为待定参数；δ＝(δ₁,δ₂,δ₃)^T为三通道的随机误差；

f₁₁(F_X)为X通道传感器在X通道负载作用下的真实输出，f₁₂(F_Y)为Y通道负载对X通道传感器的耦合输出，f₁₃(F_Z)为Z通道负载对X通道传感器的耦合输出；

f₂₁(F_X)为X通道负载对Y通道传感器的耦合输出，f₂₂(F_Y)为Y通道传感器在Y通道负载作用下的真实输出，f₂₃(F_Z)为Z通道负载对Y通道传感器的耦合输出；

f₃₁(F_X)为X通道负载对Z通道传感器的耦合输出，f₃₂(F_Y)为Y通道负载对Z通道传感器的耦合输出，f₃₃(F_Z)为Z通道传感器在Z通道负载作用下的真实输出；

(5)根据样本数据通过最小二乘法分别对孔压静力触探探头传感器通道进行非线性回归，确定维间解耦模型中待确定参数；

(6)通过样本数据交叉验证的方式对维间解耦模型准确性进行测试并修改正。

2.根据权利要求1所述的一种孔压静力触探探头的温度补偿和维间解耦方法，其特征在于，所述方法中样本数据包括不同温度下孔压静力触探探头传感器采集的数据，所述的孔压静力触探探头传感器通道为三个。

3.根据权利要求1所述的一种孔压静力触探探头的温度补偿和维间解耦方法，其特征在于，所述温度补偿模型和维间解耦模型的参数使用的室内标定数据通过最小二乘法回归得到。

4.根据权利要求1所述的一种孔压静力触探探头的温度补偿和维间解耦方法，其特征在于，所述温度补偿模型和维间解耦模型的参数获得后采用交叉验证的方法验证模型的有效性。