作者：黄吉葵1, 张伟2
作者单位：1. 昆明船舶试验设备研究中心，云南 昆明 650051;
2. 电子科技大学自动化工程学院， 四川 成都 611731
关键词：矢量合成误差;矩阵拟合;误差校正;摄动矩阵
摘要：
针对超声波阵列风速风向仪在测量空间风场时，利用各非正交通道测量的空间矢量，通过矢量合成得到总风速矢量的过程中，由于仪器机械结构存在加工和安装误差，从而导致合成矢量存在误差的现状。为了降低安装过程引入的合成误差，提出一种利用拟合矩阵来校正误差的方法，进而得到更为精确的合成风速，提高风速测量的精确度。文章介绍合成误差的来源，在拟合矩阵中引入摄动，验证拟合矩阵的可逆性，并利用Matlab寻找拟合矩阵。在基于DSP+FPGA+ADC的超声波阵列风速风向仪中应用这种方法，能够将风速测量结果的标准差降低约40%，拟合校正算法校正效果明显。
Matrix fitting correction algorithm for non-orthogonal space vector synthesis error
HUANG Jikui1, ZHANG Wei2
1. Kunming Shipborne Equipment Research and Test Center, Kunming 650051, China;
2. School of Automation Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
Abstract: In wind speed and direction of ultrasonic array instrument in wind field measurement space, use space vector of each nonorthogonal channel measurements of total wind velocity vector is obtained by vector synthesis process, due to mechanical instrument structure fabrication and installation error, resulting in synthetic vector error status quo. In order to reduce the synthetic error introduced by the installation process, a method of using a fitting matrix to correct the error is proposed to obtain a more accurate synthetic wind speed and improve the accuracy of wind speed measurement. The article introduces the source of synthesis error, introduces perturbation into the fitting matrix, verifies the invertibility of the fitting matrix, and uses Matlab to find the fitting matrix. Applying this method to the ultrasonic array anemometer based on DSP+FPGA+ADC can reduce the standard deviation of wind speed measurement results by about 40%, and the effect of fitting correction algorithm is obvious.
Keywords: vector composition error;matrix fitting;error correction;perturbation matrix
2023, 49(3):13-19 收稿日期: 2020-09-21;收到修改稿日期: 2020-11-15
基金项目:
作者简介: 黄吉葵(1994-),男,云南昆明市人,硕士,研究方向为水下航行体导航与控制
参考文献
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