全数字时钟恢复方案中内插滤波器的设计

介绍了全数字时钟恢复方案中采用Farrow结构高效实现内插滤波器的设计方法.提出一种计算Farrow结构内插滤波器系数的算法,使得接收机输出信号的均方误差始终最小.仿真结果表明,与传统的内插滤波器设计相比,应用本文算法的全数字同步方案提高了接收机输出均方差和输出信噪比的性能,并且降低了时钟恢复方案中内插滤波器的实现复杂度.     

高动态测量系统中的自适应信号成形滤波器设计

针对航天测控和卫星导航领域中高动态信号测量的基带信号成形问题,提出一种改进的信号重采样滤波算法.该算法利用截短升余弦内插滤波器设计实现数字扩频信号的连续序列恢复,通过构建频谱自适应的分段抛物线内插函数滤波器实现基带信号的动态重采样处理,并采用Farrow结构降低成形滤波算法的运算量.仿真验证和实验测试结果表明,采用该算法设计的成形滤波器能够较好地适应动态多普勒频移,将基带伪码相位抖动导致的测量误差从亚米级降低至毫米级,有效抑制信号带外功率,为改善导弹航天试验靶场高动态信号的测量精度和稳定性提供了一种有效途径.     

内时钟采集时域缸压信号转角度域的方法

提出一种缸内压力信号测试新方法.该方法无需在发动机自由端安装角标器,仅需在飞轮端安装传感器获得飞轮齿圈信号即可,且易于安装.利用高速内时钟数据采集卡同时测试缸内压力信号及齿圈信号,通过Newton插值算法得到齿圈信号过零点的精确时刻;基于发动机在飞轮齿圈转过1个齿的时间内转速恒定的假设,在每个齿内通过插值运算,将时间域的缸内压力信号转化为角度域信号.实验结果表明,提出的方法工作可靠,数据处理的结果满足燃烧过程分析的需要.     

基于多项式插值的定时恢复内插算法

经典的数字调相信号的定时恢复算法中,接收端定时误差矫正主要采用对内插滤波器逼近的方法来实现,这往往会将插值误差通过滤波后平均到定时输出中.提出一种基于时域多项式插值的定时误差矫正算法,通过选取最佳定时位置附近的采样点来构成插值模型,根据Lagrange插值算法或Newton插值算法得出表示信号时域波形的连续多项式函数解析式,取出该最佳定时点处的函数值作为定时恢复的输出,针对输出表达式的多项式特性以及差商和差分的关系对其进行类似Farrow结构的改进,以降低计算复杂度.对该算法在高斯信道下进行仿真,结果表明,所提出的时域样点插值法比内插滤波器逼近法的星座点收敛得更小,且收敛速度更快.     

三轴飞行转台控制系统的仿真研究

以三轴飞行转台内框伺服控制系统为研究对象,提出了常规PID控制算法和基于模型预测的BP神经网络PID控制算法,并对阶跃、斜坡、加速度输入信号进行MATLAB仿真,得出误差曲线.仿真结果对比表明,在控制对象不确定的情况下,后者是较优越的一种算法,对改进转台控制效果有着较大的参考意义.     

GPS网络RTK误差改正数生成算法精度分析

分析了GPS网络RTK系统的误差改正数生成算法的现状,通过模拟网络RTK区域网,采用不同的算法和网形进行试验,计算了误差改正数的内插质量因子,并进行了分析、比较。结果表明,各种算法在计算内插流动站误差时是有效的,其中线性组合法和线性内插法可获得较优结果,同时证明了流动站在网络中的位置和所选基准站网形的不同对算法模型的计算精度有较大影响。     

旋转磁场井间随钻测距导向系统中微弱频变信号的检测方法

针对旋转磁场信号的微弱且频变的特点,提出并实现一种基于离散傅里叶变换(DFT)双谱峰的频率重构方法。在信号幅度谱主瓣内搜索两个谱峰的频率,以此重构信号频率的初值,运用牛顿迭代算法求解信号的真实频率,恢复信号幅度。通过计算机仿真和室外模拟对算法进行测试。结果表明:仿真结果优于基于DFT的单谱峰方法,模拟试验结果符合磁场信号随距离变化的规律,验证了所提方法的有效性和准确性;该方法能够准确锁定变化的磁场频率,滤除其他频率的杂波和噪声,精确提取出微弱的磁场幅度。     

一种改进的基于软判决自回归模型图像内插算法

提出一种改进的基于软判决自回归模型图像内插算法,分为正则化权值训练和图像内插两部分.在训练部分,根据局部窗口特征和其对应的最优正则化权值建立字典.在图像内插部分,利用加权最小二乘法估计自回归模型参数,并通过查找字典中距离当前局部窗口最近的样本获得最优正则化权值,然后使用软判决估计重建图像内插值.同时,使用EM算法修正估计出的模型参数和图像内插值.实验结果表明,与其它算法相比,所提的内插算法具有更好的主观和客观效果.     

高速低压模拟相位内插器的设计

设计了一种应用于高速时钟数据恢复电路的低压模拟相位内插器.时钟输入管和电流产生管采用隔离设计,降低了输入时钟电平变化对尾电流的影响;在输入端和输出端增加了整形电路,可有效提高相位内插器在低电压和高频工作环境下的线性度.基于TSMC 90 nm CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,该相位内插器在1.2 V工作电压和最大90°相位差的输入时钟下,工作频率达到1.25 GHz,相位内插精度小于±10 ps,具有良好的线性度.     

球形电动机三维旋转运动轨迹插值算法

限空间内三维旋转运动轨迹规划插值算法是三自由度永磁球形动机轨迹规划及实现的重要内容.本文提出了一种基于数字积分欧拉角插补算法.首先采用欧拉角表示法建立球形电机的正逆运动学模型,然后阐述了有限空间内球形电机旋转运动轨迹的数字积分欧拉轨迹插补算法,最后并对该插值算法进行仿真验证,仿真结果证明了该算法的可行性.     

基于VXI总线的电液伺服阀动态特性测试系统

以性能先进的VIX总线仪器为主要测试设备组成电液伺服阀动态特性测试系统，建立测试系统的动力学模型。分析影响电液伺服阀动态特性测试精度的几个因素，提出了提高测试精度的方法。并采用自适应寻优正弦信号测试方法测试电液伺服阀的动态特性，提高了测试精度，简化了测试手段。     

基于压缩传感理论的彩色图像去马赛克

利用目前最新的压缩传感理论在信号恢复方面的优势,本文提出了一种新型彩色图像去马赛克算法.首先,为了满足压缩传感的约束等距性条件,采用随机马赛克模式得到原始数据;然后把彩色图像去马赛克问题转化为基于压缩传感的信号恢复问题,并充分考虑彩色图像RGB通道的相关性,建立彩色图像的扩展联合稀疏表示模型;最后采用基追踪(BP)算法求解去马赛克问题,得到恢复的真彩色图像.实验证明,本算法能有效减少传统算法恢复图像中出现的锯齿现象,所得到的彩色恢复图像具有更好的视觉效果.客观评价结果显示,本文算法结果的峰值信噪较基于双线性插值和基于梯度等传统算法的结果有明显提高.实验结果验证了本文算法的优越性,显示算法具有重要的应用前景.     

基于模拟退火Memetic算法的复合材料层合板铺层顺序优化

应用基于模拟退火局部寻优的Memetic算法对复合材料层合板的铺层顺序进行优化设计,以层合板的面内几何因子和弯曲因子为优化对象,建立Memetic算法的优化模型。通过遗传操作,搜索问题的最优解,借助于模拟退火进行局部寻优,扩大了算法的寻优范围,加速了算法的收敛速度。数值算例中给定了层合板的面内几何因子和弯曲因子,应用Memetic算法求解层合板的最佳铺层顺序。并应用标准遗传算法和基于模拟退火局部寻优Memetic算法的结果进行比较,然后用有限元进行模拟分析,证明了本文中优化模型的有效性和基于模拟退火Memetic算法的优越性。     

考虑传输线效应的时钟线网动态功耗模型

针对传递时钟信号的树型互连线网,提出了一种考虑传输线效应的动态功耗模型。在该模型中,时钟线网的每个分支互连线都采用了传输线模型,其系统输入导纳函数的计算采用了基于傅里叶级数分析的快速迭代算法。在此迭代算法基础上,根据帕斯瓦尔定理,该模型用有限阶傅里叶级数项逼近时钟线网的动态功耗。模型的精度随所取项数的增加而增加,模型的时间复杂度与项数以及时钟线网的分支数成正比。实验表明,有5项傅里叶级数逼近的模型误差小于5%,效率远高于集成电路仿真程序（SPICE）。     

一种卫星扩频信号的捕获新算法

为了提高捕获算法性能和减小各通道间信号互扰,提出了一种新的捕获算法. 在接收端采用线性内插的信号恢复方法进行多通道信号检测,利用检测到的信号消除通道间信号互扰. 为了改善捕获性能,对门限检测进行了改进仿真,结果表明,当各通道信号功率相当或者一通道信号功率明显大于其他信号时,该算法均可有效提高捕获性能.     

28GHz射频解调器设计与实现

针对Ka频段的宽带信号解调给出了基于射频直接解调的高速解调器设计方案。通过六端口直接变频,以及FPGA的并行载波恢复、时钟同步、信道均衡实现Ka频段高速信号解调。测试结果表明,该方案在28 GHz实现了2 400 Mb/s高速信号解调,解调损失小于2 dB。     

鲁棒截断L1-L2全变分稀疏恢复模型

信号获取过程中,除了有高斯噪声外,还有具有脉冲性质的稀疏噪声,常用的鲁棒稀疏信号恢复模型能够在稀疏噪声环境下恢复出原始的稀疏信号。但是,许多实际应用问题需要考虑原始信号的结构稀疏性,如梯度稀疏。为了从稀疏噪声和高斯噪声共存的环境下恢复出结构稀疏的原始高维信号,文中基于截断L₁-L₂全变分、3维截断L₁-L₂全变分和鲁棒压缩感知,提出了两个非凸非光滑优化模型,用于解决高斯噪声和稀疏噪声混合影响下的结构稀疏信号恢复问题,并采用含有外推的邻近交替线性极小化算法求解这两个优化模型,使用含外推的邻近凸差算法求解子问题,在势函数具有Kurdyka-Lojasiewicz(KL)性质的条件下,给出了含外推交替极小化算法和含外推邻近凸差算法的收敛性分析。数值实验测试了高斯噪声灰度图像、混合噪声彩色图像、混合噪声灰度视频等,采用图像峰值信噪比(PSNR)作为评价准则。实验结果表明,文中模型能够更好地恢复出原始的结构稀疏信号,且在同一噪声环境下文中模型恢复的信号具有更优的PSNR值。     

一种曲面拟合内插数字海图水深插值算法的设计与实现

设计和实现了一种改进的曲面拟合内插水深插值算法。以实现海岸带数字高程模型(DEM)为背景，比较几种不同的水深插值算法的优点和不足，设计一种曲面拟合内插算法并建模实现，表明该算法具有插值结果较精确和鲁棒性较好等优点，应用在MGIS上进行海岸带DEM实验并取得了较好的实验结果。     

基于视觉伺服的飞行器交会对接技术

目的利用视觉伺服对照相机或终端执行机构进行控制,实现飞行器的交会对接。方法在航天器动力学和运动学模型的基础上以二维图像特征作为反馈,结合视觉伺服算法,控制飞行器到达预定位置。结果提出将视觉伺服运用于飞行器导引技术,得到了基于图像的视觉伺服数字仿真结果,飞行器控制精度满足要求。结论基于图像的视觉伺服算法可以有效解决航天器交会对接的控制问题,且参数选择以及控制器设计对系统性能有不可忽视的影响。     

基于最小均方的自适应滤波时差估计研究

时差估计的研究中,基于雷达信号的复杂多样性,采用最小均方自适应滤波算法,其基本原理是应用梯度下降法并通过权值衡量误差来实现滤波.对基本最小均方算法和变步长最小均方自适应算法进行仿真验证,选出最优算法,并利用sinc函数内插实现分数倍时差估计.算法仿真结果表明,对接收机离散信号的点数时差估计的误差精度提升至10倍左右.