Филиал ФГУП «ЦЕНТР ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ НАЗЕМНОЙ

Филиал ФГУП «ЦЕНТР ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ НАЗЕМНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ» - «НИИ ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ имени академика В. И. КУЗНЕЦОВА» «Всероссийская студенческая конференция «Студенческая научная весна» , посвящённая 185 -летию МГТУ им. Н. Э. Баумана» «Научно-технический семинар молодых специалистов, учёных и студентов, посвящённый памяти Главного конструктора, академика АН СССР В. И. Кузнецова» 27 апреля 2015 г. Применение метода декомпозиции эмпирических мод на примере гибридного инклинометра К. О. Барышников, А. И. Баландин Окончательная обработка сигналов, поступающих с чувствительных элементов, расположенных в скважинном приборе инклинометра осуществляется в портативном персональном компьютере для повышения точности определения траектории скважины рассматривается применение современных методов обработки сигналов. Предлагается для обработки сигналов, поступающих с ВОГ использовать метод эмпирической модовой декомпозиции. Алгоритм эмпирической модовой декомпозиции Рассмотрим на примере разложения цифрового массива Операция 2. Кубическим сплайном вычисляем верхнюю и сигнала y(k): нижнюю огибающие сигнала по выделенным максимумам и минимумам. Операция 1. Идентифицируем по координатам и амплитудам Определяем функцию средних значений m 1 (k) между все локальные экстремумы (максимумы и минимумы) сигнала. огибающими (черный цвет) и находим первое приближение к Группируем раздельно массивы векторов координат (номеров первой IMF: отсчетов) хmax(k) и соответствующих амплитудных значений уmax(k) h 1(k) = y(k) – m 1(k) максимумов, и аналогичные массивы векторов xmin(k) и ymin(k) минимумов всех выделенных экстремумов. Операция 3. Повторяем операции 1 и 2, принимая вместо y(k) Вычитаем с 1 (k) из состава сигнала и оставляем в нем более низкочастотные составляющие : функцию h 1(k), и находим второе приближение к первой функции r 1(k) = y(k) – c 1(k) моды IMF – функцию h 2(k): h 2(k) = h 1(k) – m 2(k) Аналогично находим третье и последующие приближения к первой функции моды IMF. По мере увеличения количества итераций функция m i (k), равно как и функция h i (k), стремится к неизменяемой форме. Последнее значение h i (k) итераций принимается за высокочастотную функцию моды с (k) = h i (k) семейства IMF, 1 Функция r 1 (k) обрабатывается как новые данные по которая непосредственно входит в состав исходного сигнала y(k). аналогичной методике с нахождением второй модовой функции IMF – c 2(k), после чего процесс продолжается: r 2(k) = r 1(k) – c 2(k) и т. д. Таким образом, достигается декомпозиция сигнала в n – модовом эмпирическом приближении в сумме с остатком rn(k): x(k) = cj(k) + rn(k) Остановка декомпозиции сигнала должна происходить при максимальном «выпрямлении» остатка, т. е. превращения его в тренд сигнала по интервалу задания. Обработка сигналов, полученных с волоконно-оптических гироскопов при работе в непрерывном режиме, с помощью метода эмпирической модовой декомпозиции позволит повысить точность определения траектории скважины, т. к. при разложении сигналов на функции внутренних мод в каждой из этих функций содержаться непосредственно составляющие исходных обрабатываемых сигналов. Таким образом анализирую сигналы поступающие с других чувствительных элементов скважинного прибора ( термодатчики , магнитометры, акселерометры) и функции внутренних мод мы получим возможность проводить адаптивное отсеивание функций внутренних мод для достижения более высокой точности определения траектории скважины.