用DFT分析正弦信号频谱时应注意的几个问题

从 DFT谱失真原因出发 ,分析了信号加窗和 DFT频域采样点数对 DFT谱的影响 ,指出了决定 DFT谱分辨率的主要是信号长度 ,即窗长度 ;在窗长度一定的情况下 ,窗类型也有影响 .而 DFT变换点数则决定 DFT谱与信号的 DTFT谱的接近程度     

用DFT分析正弦信号频谱时应注意的几个问题

从DFT谱失真原因出发，分析了信号加窗和DFT频域采样点数对DFT谱的影响，指出了决定DFT谱分辨率的主要是信号长度，即窗长度；在窗长度一定的情况下，窗类型也有影响，而DFT变换点数则决定DFT谱与信号的DTFT谱的接近程度。     

基于Nuttall自卷积窗四谱线插值FFT的电力谐波分析方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样条件下难以实现谐波的高精度检测,而加窗和插值算法可以提高谐波检测的准确度。文章在分析Nuttall自卷积窗频谱特性的基础上,提出了基于Nuttall自卷积窗四谱线插值FFT算法。该算法通过对加窗信号离散频点处幅值的分析,利用谐波频点附近的四根谱线进行加权运算,进一步提高谐波幅值、相位和频率检测的精度;采用多项式拟合的方式得到基于Nuttall自卷积窗四谱线插值修正公式。仿真数据表明,该算法具有较高的谐波检测精度,Nuttall自卷积窗有效地抑制了频谱泄露。     

离散频谱分析的一种新校正方法

提出了一种对幅值谱进行校正的新方法，用以解决离散频谱当谱峰没有对正峰顶，有能量泄漏所带来的误差，并讨论了矩形窗、汉字窗、海明窗和高斯窗四种窗函数的修正方法，校正的频率、幅值和相位的精度可达细化１００倍上的效果。     

基于高阶矩形卷积窗的多频信号参数估计

非同步采样多频信号后,为了减少对信号进行快速傅里叶变换(FFT)而出现的频谱泄漏和栅栏效应等负面影响,设计了一种高阶矩形卷积窗与三谱线插值相结合的信号参数估计方法,推导了多频信号频率、幅值和相位的估计公式,并利用多项式拟合出相应的关系表达式.利用高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法、FFT和加Hanning窗算法进行多频信号参数估计对比仿真实验,实验结果表明,对于多频信号的频率和幅值,高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法比FFT和加Hanning窗算法的估计精度更高.     

基于加窗Burg谱估计的船舶辐射噪声识别

船舶辐射噪声是非常复杂的,寻找新的特征是目前水下目标识别中的一项非常迫切而艰巨的任务。基于一般Burg谱估计原理提出了一种加窗Burg谱估计新算法。利用得到的加窗Burg谱特征矢量用支持向量机分类器和BP神经网络分类器对海上实测的三类目标噪声数据进行了分类识别,并与一般的Burg谱特征进行了对比。结果表明对三类目标的总体正确识别概率在93.21%以上,并且加窗Burg谱特征比一般的Burg谱特征具有更好的分类性能和抗噪性能,支持向量机的分类性能也优于BP神经网络的分类性能。     

基于加窗插值FFT和原子分解的间谐波检测算法

间谐波除了具有谐波危害外,还具有其自身特性带来的电压闪变、继电器误动作等多种危害,因此准确检测间谐波对电网安全运行具有重要意义.在分析加窗插值FFT和原子分解算法优缺点的基础上,提出两种算法相结合的间谐波检测算法.算法首先对加Hanning窗信号进行FFT分析,求得峰值谱线及其两侧谱线值.然后根据幅值判断法判断是否存在谱线干涉.若存在谱线干涉,则使用原子分解算法估计信号参数;若不存在谱线干涉,则使用加窗插值FFT算法对信号参数进行检测.仿真结果表明,算法在检测谐波、间谐波时,频率分辨率高于加窗插值FFT算法,计算量小于原子分解算法.     

基于多窗谱分析的船舶电机轴承故障检测方法

为解决船舶电机轴承故障检测中弱特征信号淹没在强噪声背景下难以识别的问题,提出一种基于多窗谱分析的故障检测方法.研究多窗谱分析在频率分辨率与方差间的权衡问题,确定了适用于电机轴承故障检测的最佳权衡值.以数据窗能量作为选择依据,消除了特征频率的根部泄漏,使特征频率易于识别.仿真结果表明,相比其他两种常用的频谱分析方法,多窗谱分析法在提取强噪声背景中弱特征信号方面呈现良好的性能.实验验证了多窗谱分析法的频率分辨能力以及实现电机轴承故障检测的有效性.     

基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法

快速傅里叶变换(FFT)方法在谐波检测过程中会出现频谱泄漏和栅栏效应，导致谐波与间谐波参数的检测精度不高.为了提高估计精度，利用最大旁瓣衰减窗(MSLD)进行乘积和卷积运算，构建出旁瓣性能优越的MSLD自乘-卷积窗(MSLDSMC),并在此基础上设计了一种三谱线插值的高精度谐波与间谐波参数估计算法.在不同复杂场景下进行仿真实验，实验结果验证了基于MSLDSMC窗三谱线插值的谐波与间谐波参数估计算法检测的准确性.     

用卷积滤波法设计高速凸轮曲线

本文着重研究了应用卷积滤波法进行高速凸轮曲线动态设计的方法。文中引入了巴什瓦能量定理,用以在控制余振响应谱的同时,对凸轮曲线的速度和加速度最大值进行控制;文中还提出了有效控制余振响应谱的几种窗函数,以适应不同的工作要求,并以窗函数对常用凸轮曲线进行响应谱控制为例,说明了这一方法的实际使用。利用本文提出的方法,可以设计出具有良好动力响应的高速凸轮曲线,以降低凸轮机构的振动、噪声和磨损。     

基于能量谱函数相关系数的极化SAR数据滤波方法研究

有效的极化SAR相干斑滤波器需要在抑制噪声的同时避免图像细节信息的模糊。然而固定大小窗口的滤波器很难做到两方面都好的效果。由于极化总功率(Span)图像可以有效地反映地物极化散射特征的变化,提出根据Span图像局部能量谱函数的相关系数值自适应地选择窗口大小,能够在均质地区选择较大窗口而在异质地区选择较小窗口,再利用方向窗选择像素进行最小均方误差(MMSE)滤波。实验结果表明,该方法能在滤除噪声的同时,有效地保持对地物细节的分辨能力,为极化SAR数据的后期处理和应用打下基础。     

改进的脉冲雷达信号加窗DFT频谱校正算法

为了减少加窗效应对基于离散傅里叶变换(DFT)频谱分析的测频算法产生的不良影响,推导了不同K值下,广义余弦类窗函数的频谱及幅度比值法插值校正公式.针对脉冲雷达信号DFT频谱校正问题,提出一种改进的Sinc窗函数.仿真结果表明,通过选择最优插值窗函数,可减少窗口效应并简化插值校正算法;该算法符合基于大点数DFT的脉冲雷达信号数字接收机的实际应用.     

改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量

非同步采样信号后，利用快速傅里叶变换（FFT）对信号处理时会出现频谱泄漏，导致FFT介质损耗角测量精度不高.为了提高介质损耗角测量精度，通过Rife-Vincent(Ι)窗的自乘运算构造出一种新的余弦窗，并设计了基于改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量方法.新窗函数比传统窗函数具有更好的旁瓣特性，可以提升频谱泄漏的抑制效果.仿真实验结果表明，加Rife-Vincent(Ι)自乘窗方法比加Hanning窗、加Blackman窗方法的介质损耗角测量精度更高.     

高速运动目标的频域合成带宽方法

为了利用线性调频步进雷达获得高速运动目标的高分辨距离像,提出了基于高速运动模型的频域合成带宽方法.该方法根据运动目标雷达回波的精确模型建立运动补偿因子,并在时域将回波信号与频域频谱搬移的误差频率混频,以消除频域频谱搬移误差的影响.与传统的基于低速运动模型的合成带宽法相比,所提方法对高速运动目标回波补偿后不存在子脉冲频谱的初相补偿误差和失配误差,具有更高的补偿精度.针对高速运动目标的仿真结果表明,在采用海明窗加权的情况下,与基于低速运动模型的频域合成带宽法相比,所提方法得到的距离像没有出现栅瓣且副瓣电平在-42 dB以下.     

拖拉机驾驶室耳旁噪声主动降噪控制

为了降低拖拉机驾驶室耳旁噪声,采集了拖拉机驾驶室耳旁噪声及左右车窗的加速度信号,并对其进行频谱分析;通过分析得到了拖拉机驾驶室耳旁噪声和左右车窗加速度的频率成分大部分与发动机的转速有关(即基频都是发动机转速一半)。提出了一种基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法,建立了基于误差信号FX-LMS算法的Simulink仿真模型,并将拖拉机驾驶室内耳旁噪声信号导入到Simulink仿真模型中,把误差信号作为参考信号,对模型进行仿真分析。仿真结果表明:基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法在拖拉机驾驶室耳旁有10～15 d B的降噪效果。     

一种改进的余弦窗及其DSP实现

提出了一种减少频谱泄漏,而又易于实现的改进的余弦窗,其核心思想是对一般的余弦窗函数施加一个指数m,根据对频率分辨率和幅值精度、旁瓣抑制的侧重不同,改变m的值,得到不同性能的改进余弦窗.在DSP中软件实现时,针对不同的m值,进行不同次数的循环来实现.仿真结果表明,这是一种效果比较好的加窗方法.     

基于小波分析的进化谱及在故障诊断中的应用

在Priestley提出的基于小波分析进化谱理论基础上，对改进进化谱估计的性能进行了研究。首先，重点分析了小波分解的尺度与信号时变趋势和分辨率之间的关系，并指出了根据信号时变特征和分辨率要求确定合理的小波分解尺度。其次，讨论了权函数对进化谱估计能量泄漏现象的影响，指出了选用Hanning窗等作为权函数可以有效地抑制谱泄漏现象。仿真及在故障诊断中的应用与理论分析的结论一致。根据本文所提出的方法来估计非平稳信号的进化谱可以得到更高精度的结果。     

Gaussian窗函数在电容成像图像重建中的应用

为降低敏感场矩阵的小奇异值给电容成像(electri-cal capacitance tomography,ECT)问题带来的不稳定性,以提高图像重建质量,该文从正则化方法的谱滤波形式出发,提出了一种基于Gaussian窗函数的ECT图像重建正则化方法。该方法利用Gaussian窗函数的滤波特性,通过选择合适的Gaussian窗函数幂次,来达到降低敏感场矩阵的小奇异值对重建结果造成不稳定的效果,从而获得较好的图像重建结果。对5种典型介电常数分布进行了数值仿真,结果表明:该算法对于两相流不同介质分布均具有良好的适应性,可获得较好的成像结果,部分分布的重建图像轮廓较Tikhonov正则化方法更为清晰。     

基于改进忆阻器的混沌电路研究

忆阻器是一种具有记忆和连续输出特点的非线性电阻器,针对窗函数忆阻器模型的不足,提出了一种改进的窗函数,它通过添加一个参数来关联忆阻器的线性与非线性特性。为了对该窗函数进行验证,运用了数值分析与模拟电路分析的方法,仿真得出了忆阻器的伏安特性曲线,结果表明,使用改进窗函数的忆阻器模型更加接近实际物理状态。同时,为了进一步研究该模型的电路特性,将该模型应用于蔡氏混沌电路,通过MATLAB仿真得出其相图,并分析它的李雅普诺夫指数谱,数据表明该电路能产生混沌现象,因此,该忆阻器模型是一个能被应用的非线性模型。     

加窗频谱分析的恢复系数及其求法

在分析加窗对傅立叶变换和频谱分析产生的幅值误差的基础上 ,根据加窗后恢复系数遵循的幅值相等或是能量相等的原则 ,系统地提出了三种求加窗后频谱分析幅值恢复系数的方法 ,用以解决加窗产生的幅值误差 .第一种方法是直接进行的理论上推导并求解出恢复系数 ;第二种方法采用数值积分求解出恢复系数 ;第三种方法采用仿真计算求解出恢复系数 .在窗函数的频谱没有理论解析表达式的情况下 ,采用第二或三种方法 ,对频谱校正根据不同的校正方法采用不同的恢复系数