频信号的线性叠加，即 Α = ，作为修正后的信号；（c)为从原始信号中去除的低频趋势项，即a7。再将修正后 的信号两次积分，得到图11所示的修正后速度与位移信号，可以明显看出，零漂现象已经 消除。
[0080] 图12为将低频趋势项积分得到的速度与位移谱，对比图4可以发现，原始的离散 加速度信号的积分零漂数量级与分离出的误差积分信号数量级基本一致，说明分离出的信 号a7中包含导致零漂现象产生的真实误差信号。图13为修正后信号的冲击响应谱，算法 依然采用Smallwood算法，得到的正负冲击谱在整个频段[2-lOOOOHz]内都具有一致性，说 明数据修正是成功的。与图5的原始的离散加速度信号冲击谱相比峰值与频率变化不大， 说明该试验数据的误差主要是低频误差。图14为修正前后的冲击响应谱对比，通过该图可 以看出如果不进行参数修正，测得的冲击响应（尤其是低频冲击）要大于实际的冲击响应。 如果按照原来的数据进行结构设计，必然会增加不必要的机械冗余。
[0081] 步骤S4,进一步判断修正后的离散加速度信号是否有效，若是，则判定修正后的离 散加速度信号可用，若否，则舍弃离散加速度信号。
[0082] 进一步的，修正后的离散加速度信号在使用前需要重新通过零有效性验证，通过 后方可使用；若修正后的离散加速度信号依然存在数据有效性问题，则该信号无法修正， 应该舍弃。本发明实施例的方法将步骤S3中获取的修正后的离散加速度信号进行有效性 判断，方法同步骤S2部分相同，可参考相应部分，这里不再赘述。若修正后的离散加速度信 号既无零漂又无正负冲击谱不一致现象，说明修正后的离散加速度信号可用；若依然存在 数据有效性问题，说明该离散加速度信号已经超出本发明实施例的修正范围，应该舍弃。
[0083] 根据本发明实施例的火工冲击数据预处理方法，通过判断获取的离散加速度信号 的有效性，并对有效性较差的信号进行修正，得到修正后的加速度信号。修正后的加速度信 号在使用前需要重新有效性的验证，通过后方可使用；若修正后的加速度信号依然存在数 据有效性问题，则该信号无法校正，应该舍弃。本发明实施例的方法能够提高火工冲击信号 的正确性与真实性，具有较强的工程背景，对航天器重量减轻、缓冲设计和冲击验收试验标 准制定有较大的参考意义。
[0084] 本发明第二方面实施例的火工冲击数据预处理系统100,如图15所示，包括：接口 模块101、有效性判断模块102、修正模块103和判断模块104。
[0085] 接口模块101用于获取离散加速度信号。有效性判断模块102用于判断离散加速 度信号是否有效，若是，则判定离散加速度信号可用。修正模块103用于当有效性判断模块 102判定离散加速度信号不可用时，对离散加速度信号进行修正，获取修正后的离散加速度 信号。判断模块104用于进一步判断修正后的离散加速度信号是否有效，若是，则判定修正 后的离散加速度信号可用，若否，则舍弃离散加速度信号。
[0086] 需要说明的是，本发明实施例的火工冲击数据预处理系统100的具体实现方式与 方法部分的具体实现方式类似，请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
[0087] 根据本发明实施例的火工冲击数据预处理系统，通过判断获取的离散加速度信号 的有效性，并对有效性较差的信号进行修正，得到修正后的加速度信号。修正后的加速度信 号在使用前需要重新有效性的验证，通过后方可使用；若修正后的加速度信号依然存在数 据有效性问题，则该信号无法校正，应该舍弃。本发明实施例的系统能够提高火工冲击信号 的正确性与真实性，具有较强的工程背景，对航天器重量减轻、缓冲设计和冲击验收试验标 准制定有较大的参考意义。
[0088] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的 技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行 结合和组合。
[0089] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种火工冲击数据预处理方法，其特征在于，包括以下步骤： Sl，获取离散加速度信号； 52, 判断所述离散加速度信号是否有效，若是，则判定所述离散加速度信号可用，若否， 则执行步骤S3 ; 53, 对所述离散加速度信号进行修正，获取修正后的离散加速度信号；以及 54, 进一步判断所述修正后的离散加速度信号是否有效，若是，则判定所述修正后的离 散加速度信号可用，若否，则舍弃所述离散加速度信号。
2. 如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述S2中采用零漂法和正负冲击谱 法判断所述离散加速度信号是否有效。
3. 如权利要求2所述的预处理方法，其特征在于，所述零漂法包括： 对所述离散加速度信号进行时域数值积分，以获取速度信号与位移信号； 检测所述速度信号和所述位移信号是否有零漂现象，若无，则判定所述离散加速度信 号可用，若有，则判定所述离散加速度信号无效。
4. 如权利要求3所述的预处理方法，其特征在于，所述时域数值积分方法包括梯形积 分方法。
5. 如权利要求2所述的预处理方法，其特征在于，所述正负冲击谱法包括： 对所述离散加速度信号进行冲击响应谱分析，以获取正负谱； 判断所述正负谱是否存在较大偏差，若否，则判定所述离散加速度信号可用，若是，则 判定所述离散加速度信号无效。
6. 如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述S3中采用离散小波分解法对所 述离散加速度信号进行修正，包括： 采用Mallet快速算法卷积将所述离散加速度信号小波分解成为一系列的频带信号， 分解所述频带信号的层数/尺度直至获取低频趋势项； 对所述离散加速度信号滤除所述低频趋势项，得到修正后的离散加速度信号。
7. 如权利要求6所述的预处理方法，其特征在于，所述离散小波分解法包括db小波基 函数。
8. -种火工冲击数据预处理系统，其特征在于，包括： 接口模块，用于获取离散加速度信号； 有效性判断模块，用于判断所述离散加速度信号是否有效，若是，则判定所述离散加速 度信号可用； 修正模块，用于当所述有效性判断模块判定所述离散加速度信号不可用时，对所述离 散加速度信号进行修正，获取修正后的离散加速度信号；以及 判断模块，用于进一步判断所述修正后的离散加速度信号是否有效，若是，则判定所述 修正后的离散加速度信号可用，若否，则舍弃所述离散加速度信号。
9. 如权利要求8所述的预处理系统，其特征在于，所述有效性判断模块中采用零漂法 和正负冲击谱法判断所述离散加速度信号是否有效。
10. 如权利要求8所述的预处理系统，其特征在于，所述修正模块采用离散小波分解法 对所述离散加速度信号进行修正。
【专利摘要】本发明提出一种火工冲击数据预处理方法，包括以下步骤：S1，获取离散加速度信号；S2，判断离散加速度信号是否有效，若是，则判定离散加速度信号可用，若否，则执行步骤S3；S3，对离散加速度信号进行修正，获取修正后的离散加速度信号；以及S4，进一步判断修正后的离散加速度信号是否有效，若是，则判定修正后的离散加速度信号可用，若否，则舍弃离散加速度信号。本发明的方法能够提高火工冲击信号的正确性与真实性，具有较强的工程背景，对航天器重量减轻、缓冲设计和冲击验收试验标准制定有较大的参考意义。本发明还提出一种火工冲击数据预处理系统。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104778360
【申请号】CN201510170419
【发明人】王锡雄, 秦朝烨, 褚福磊
【申请人】清华大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月10日