本發(fā)明涉及地震信號(hào)處理的，特別涉及一種可控震源地震信號(hào)離散化方法、裝置、系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、可控震源隨機(jī)控制(lqg控制)是指利用線性二次最優(yōu)控制(lqr)結(jié)合卡爾曼濾波(kalman?filter)的控制方法進(jìn)行可控震源的閉環(huán)控制。該控制方法分析了可控震源的數(shù)學(xué)模型，得到lqg控制系統(tǒng)方程，然后求出當(dāng)前參考信號(hào)和輸出信號(hào)下的輸入信號(hào)最優(yōu)解，形成閉環(huán)控制。在對(duì)可控震源系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立時(shí)，得到的是系統(tǒng)的連續(xù)形式狀態(tài)方程，對(duì)連續(xù)形式狀態(tài)方程進(jìn)行離散化，實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。當(dāng)前，在lqg控制連續(xù)形式狀態(tài)方程離散化方面，離散時(shí)間步長(zhǎng)采用固定時(shí)間步長(zhǎng)；使用的離散方式為簡(jiǎn)單的歐拉法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有l(wèi)qg控制方法，電路形式確定后，離散時(shí)間步長(zhǎng)也隨時(shí)之確定，不能修改；由于不同應(yīng)用場(chǎng)景的需要的離散時(shí)間步長(zhǎng)不同，現(xiàn)有的lqg控制不能適用不同的應(yīng)用場(chǎng)景的控制需求；現(xiàn)有l(wèi)qg控制方法使用的離散方式為簡(jiǎn)單的歐拉法，這種算法精度低，會(huì)導(dǎo)致離散化的信號(hào)與參考信號(hào)之間的相位誤差、幅度誤差超出預(yù)期，使離散化的信號(hào)明顯失真，跟蹤效果差。

2、鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種可控震源地震信號(hào)離散化方法、裝置、系統(tǒng)。

3、本發(fā)明實(shí)施例提供一種可控震源地震信號(hào)離散化方法，包括：

4、根據(jù)采集的地震信號(hào)，得到表征可控震源數(shù)學(xué)模型狀態(tài)量的地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征可控震源動(dòng)力源輸入電流的地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)；

5、基于預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)，對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)分別進(jìn)行離散化處理，得到初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)；

6、根據(jù)所述初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣參數(shù)和預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)置換規(guī)則，對(duì)初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)置換，得到第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)；

7、對(duì)第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)逆運(yùn)算后的第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化控制數(shù)據(jù)；

8、對(duì)第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)。

9、優(yōu)選的，根據(jù)采集的地震信號(hào)，得到表征可控震源數(shù)學(xué)模型狀態(tài)量的地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征可控震源動(dòng)力源輸入電流的地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)，包括：

10、將采集的地震信號(hào)輸入預(yù)先構(gòu)建的可控震源數(shù)學(xué)模型中，對(duì)地震信號(hào)進(jìn)行處理，得到表征可控震源數(shù)學(xué)模型狀態(tài)量的地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征可控震源動(dòng)力源輸入電流的地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)；

11、可控震源數(shù)學(xué)模型是基于地震發(fā)生裝置的地震發(fā)生控制參數(shù)和大地的特征參數(shù)對(duì)可控震源進(jìn)行機(jī)理分析，基于分析結(jié)果構(gòu)建的連續(xù)狀態(tài)方程形式的可控震源數(shù)學(xué)模型；

12、地震發(fā)生控制參數(shù)包括伺服閥、油缸、重錘和平板的控制參數(shù)。

13、優(yōu)選的，基于預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)，對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)分別進(jìn)行離散化處理，得到初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)，包括：

14、將離散時(shí)間步長(zhǎng)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)相乘，得到初步離散化控制數(shù)據(jù)；

15、對(duì)預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行移位，得到移位后的離散時(shí)間步長(zhǎng)；將移位后的離散時(shí)間步長(zhǎng)和地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)相乘，得到初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)。

16、優(yōu)選的，根據(jù)所述初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣參數(shù)和預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)置換規(guī)則，對(duì)初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)置換，得到第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)，包括：

17、判斷所述初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣行數(shù)和列數(shù)是否相等；

18、若相等，則根據(jù)給定值與初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣元素的差，得到第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)，根據(jù)給定值與初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣元素的和，得到第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)；

19、若不相等，則將初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣元素取負(fù)值，得到第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)；將初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)作為第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)。

20、優(yōu)選的，對(duì)第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)逆運(yùn)算后的第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化控制數(shù)據(jù)，包括：

21、對(duì)第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算，得到第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)；將第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)相乘，得到地震信號(hào)的離散化控制數(shù)據(jù)；

22、對(duì)第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：將第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)相乘，得到地震信號(hào)的離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)。

23、優(yōu)選的，一種可控震源地震信號(hào)離散化方法，還包括：

24、在可控震源地震信號(hào)離散化系統(tǒng)的處理系統(tǒng)ps端，通過人機(jī)交互方式獲取設(shè)置的離散時(shí)間步長(zhǎng)，以便可控震源地震信號(hào)離散化系統(tǒng)的可編程邏輯pl端根據(jù)預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理。

25、本發(fā)明實(shí)施例提供一種可控震源地震信號(hào)離散化裝置，包括：連續(xù)形式狀態(tài)矩陣計(jì)算模塊、連續(xù)形式狀態(tài)矩陣計(jì)算模塊、雙線性前置處理模塊、雙線性后置處理模塊和/或離散時(shí)間步長(zhǎng)模塊；

26、連續(xù)形式狀態(tài)矩陣計(jì)算模塊：用于根據(jù)采集的地震信號(hào)，得到表征可控震源數(shù)學(xué)模型狀態(tài)量的地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征可控震源動(dòng)力源輸入電流的地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)；

27、連續(xù)矩陣初步離散化模塊：用于基于預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)，對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)分別進(jìn)行離散化處理，得到初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)；

28、雙線性前置處理模塊：用于根據(jù)所述初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣參數(shù)和預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)置換規(guī)則，對(duì)初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)置換，得到第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)；

29、雙線性后置處理模塊：用于對(duì)第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)逆運(yùn)算后的第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化控制數(shù)據(jù)；對(duì)第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)；

30、離散時(shí)間步長(zhǎng)模塊：用于在可控震源地震信號(hào)離散化系統(tǒng)的處理系統(tǒng)ps端，通過人機(jī)交互方式獲取設(shè)置的離散時(shí)間步長(zhǎng)，以便可控震源地震信號(hào)離散化系統(tǒng)的可編程邏輯pl端根據(jù)預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理。

31、本發(fā)明實(shí)施例提供一種可控震源地震信號(hào)離散化系統(tǒng)，包括：處理系統(tǒng)ps端和可編程邏輯pl端；

32、ps端，用于通過人機(jī)交互方式獲取設(shè)置的離散時(shí)間步長(zhǎng)提供給pl端；

33、pl端中設(shè)置有如上所述的一種可控震源地震信號(hào)離散化裝置。

34、本發(fā)明實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的一種可控震源地震信號(hào)離散化方法。

35、本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號(hào)離散化設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的一種可控震源地震信號(hào)離散化方法。

36、本發(fā)明實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案的有益效果至少包括：

37、根據(jù)采集的地震信號(hào)，得到表征可控震源數(shù)學(xué)模型狀態(tài)量的地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征可控震源動(dòng)力源輸入電流的地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)了地震信號(hào)到表征可控震源數(shù)學(xué)模型狀態(tài)量的地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征可控震源動(dòng)力源輸入電流的地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化過程；

38、基于預(yù)設(shè)的離散時(shí)間步長(zhǎng)，對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)和地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)分別進(jìn)行離散化處理，得到初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)；根據(jù)所述初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)的矩陣參數(shù)和預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)置換規(guī)則，對(duì)初步離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)置換，得到第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)；對(duì)第一狀態(tài)置換數(shù)據(jù)逆運(yùn)算后的第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和初步離散化控制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化控制數(shù)據(jù)；對(duì)第一狀態(tài)逆置換數(shù)據(jù)和第二狀態(tài)置換數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，得到地震信號(hào)的離散化狀態(tài)數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同的時(shí)間離散步長(zhǎng)，對(duì)地震信號(hào)狀態(tài)數(shù)據(jù)地震信號(hào)控制數(shù)據(jù)分別采用不同的離散化方法進(jìn)行離散化處理，得到相應(yīng)的離散化數(shù)據(jù)；該方法可以根據(jù)不同的場(chǎng)景設(shè)置不同的離散化步長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了離散化步長(zhǎng)的可控和可設(shè)置，從而能夠適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，更好的控制離散化信號(hào)和參考信號(hào)之間的相位誤差、幅值誤差，使離散化信號(hào)保真度更好，不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的明顯失真問題，信號(hào)跟蹤效果佳。

39、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

40、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。