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随钻弱SNR信号的Duffing振子混沌检测与恢复

杨一  程为彬  汪跃龙  陈佳  
【摘要】:钻井过程中,底部钻具的强烈振动和快速旋转导致姿态测量信号中含有多频、高幅值的干扰信号,原始信号微弱及信噪比极低问题一直是随钻测量领域的技术难点。针对这一问题,提出一套适用于随钻测量信号的Duffing振子混沌检测方法。首先,利用尺度变换实现测量信号的频率重构,使其满足混沌检测对频率的限制条件;然后,引入不同周期策动力解决信号初相位对检测精度的影响,得到全相位覆盖的Duffing混沌振子检测模型;最后,通过调整驱动信号的幅值确定相态变化的临界值,进而对测量信号的幅值和相位参数进行同步估计。实验结果表明:经混沌检测的井斜角均方根误差为0.69°,实钻相对误差在[10.7%,20.8%],均高于原始测量数据和标准卡尔曼滤波的解算结果,证明了所提方法的可行性和有效性。

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