基于状态机的里程计信号滤波方法

提出并实现了一种基于状态机的里程计信号数字滤波方法。该数字滤波方法以FPGA为硬件基础,对经过阻容滤波和光电耦合器隔离后的里程计信号,进行毛刺信号的检测和滤除;分析了里程计信号存在多次振荡时可能造成亚稳态的原因,针对此情况给出了对亚稳态异常情况的处理方法;给出了滤波状态机的详细设计方法。在仿真环境和试验室环境下,使用方波信号、脉冲信号、三角波信号和高斯信号等对滤波效果和亚稳态异常处理措施进行仿真和测试,结果表明该数字滤波方法可以有效滤除干扰信号、计数结果准确;应用该数字滤波方法的某车载系统进行了跑车实测,结果满足系统要求,证明该方法具备工程上的可行性。     

基于状态机的里程计信号滤波方法

提出并实现了一种基于状态机的里程计信号数字滤波方法。该数字滤波方法以FPGA为硬件基础，对经过阻容滤波和光电耦合器隔离后的里程计信号，进行毛刺信号的检测和滤除；分析了里程计信号存在多次振荡时可能造成亚稳态的原因，针对此情况给出了对亚稳态异常情况的处理方法；给出了滤波状态机的详细设计方法。在仿真环境和试验室环境下，使用方波信号、脉冲信号、三角波信号和高斯信号等对滤波效果和亚稳态异常处理措施进行仿真和测试，结果表明该数字滤波方法可以有效滤除干扰信号、计数结果准确；应用该数字滤波方法的某车载系统进行了跑车实测，结果满足系统要求，证明该方法具备工程上的可行性。     

宽带数字接收机脉冲信号提取实现

在一种高效宽带数字信道化接收机模型的基础上,利用高性能FPGA数字信道化接收机的搭建,并完成雷达脉冲信号参数的提取.针对均匀信道化处理跨信道信号和时域重叠信号时的问题,提出了脉冲上下沿频率判决和双进程状态机等处理手段.实现了跨信道信号的合并与时域重叠信号的分离,有助于雷达信号脉冲包络和脉冲描述字的提取,具有时效性高的优点.在FPGA上仿真实现验证了方法的实用性.     

基于小波变换的滞环PWM变流系统EMI抑制策略研究

针对滞环PWM（脉冲宽度调制,Pulse width modulation）变流系统在功率器件开关的过程中产生高频开关噪声的问题,提出了基于多分辨分析小波的信号滤波新方法,该方法运用小波多分辨分析方法实现了指令电流信号的去噪,同时提出了针对滞环PWM变流系统的信号去噪性能的评价指标．研究结果表明,该方法能够克服传统滤波方法的缺点,改善了滤波效果,提高了系统抑制EMI（电磁干扰,Electromagnetic interference）的能力,为大功率变流系统的EMI抑制提供了新的思路．     

强噪声背景下微弱核脉冲信号提取方法

针对强噪声背景下,微弱核脉冲信号的幅度与发生时刻信息检测存在困难的问题,提出一种基于Gabor变换及稀疏表示的核脉冲信号提取方法.首先利用Gabor变换根据样本信号构建单核脉冲信号表示字典;其次采用K-SVD算法消除因不同探测器和噪声引起的Gabor基函数的差异,构建完备字典,将其用于表征淹没在噪声中的有用信号,通过改进的OMP算法重构信号达到抑制噪声的目的,实现微弱核脉冲信号的提取.为验证该方法的可行性和有效性,利用CsI(Tl)探测器测量得到的实际核脉冲信号和仿真数据进行实验,结果表明,所提出算法恢复的核脉冲信号幅度和峰值发生时刻误差小于传统的Salley-Key最优平滑滤波和Kalman滤波算法.     

一种新的脉冲噪声图像恢复方法

为消除图像中的脉冲噪声, 提出一种窗口自适应开关中值滤波方法. 利用BP神经网络将图像中的每个像素点分类为信号点或噪声点, 再采用改进的中值滤波器对检测后的图像进行滤波处理. 根据噪声检测结果, 滤波器自适应调整窗口大小并选择性取样, 逐点滤波消除图像中的噪声. 该方法在抑制脉冲噪声、 保护图像细节方面均优于以往基于中值滤波的法, 即使在图像遭受70%噪声污染的极端情况下, 仍能得 到很好恢复.     

深孔加工过程油压监测信号消噪技术研究

针对深孔加工过程油压监测信号含有大量脉冲干扰和随机非平稳噪声的特点,提出了一种基于小波包的防脉冲干扰滑动平均滤波方法,该方法首先对油压信号进行小波包消噪,再对小波包处理后的结果进行防脉冲滑动平均处理.实验结果表明,利用小波包技术和防脉冲干扰滑动平均算法相结合的滤波方法,对油压监测信号具有很好的滤波效果,从消噪油压信号中提取的变化率特征可有效实现对深孔加工过程中堵屑故障的监测.     

利用电磁辐射信号的串并联电弧故障检测

针对电弧故障检测过程中的漏判问题,提出一种新的检测方法.通过电容耦合方式获取电弧故障产生的电磁辐射信号,采用对数放大器压缩其动态范围以增加小幅值电弧故障辐射信号的增益,经电平比较器将放大器输出转换为电平脉冲,最终根据电平脉冲宽度的特性实现电弧故障的检测.样机研制和测试结果表明:该方法对串联和并联电弧故障都具有较为理想的检测精度,适应于串、并联电弧的检测.     

基于部分匹配的雷达回波信号检测

针对雷达回波信号检测中对整个回波信号全部匹配滤波需要较长时间及较多资源的问题,提出部分匹配滤波方法.将雷达接收机接收到的回波数据,以雷达发射的线性调频(LFM)脉冲信号的脉宽为长度,分成若干段,逐段匹配滤波,通过判决门限找到匹配结果中的信号峰值后,计算出目标反射回波的位置.运用Matlab对时宽带宽积为500的线性调频脉冲信号进行仿真,结果表明:该方法适用于信噪比高于-12 dB的信号的搜索定位;该方法既可减少处理时间,又能节省系统资源.     

基于FPGA和DSP的激光探测器设计

介绍了一种基于DSP和FPGA的激光探测器设计,其中FPGA主要实现对激光脉冲信号进行探测、整形,并对脉冲到达时间、脉冲宽度等参数进行测量,DSP完成对信号的分选以及编码识别,实现了对激光脉冲信号的探测.通过硬件设计、软件编程以及系统仿真测试,证明该系统具有性能稳定、精度高等优点.     

基于FPGA的软件滤波算法设计及实现

在实际电路的设计过程中,经常会涉及到FPGA的使用。而外界的干扰脉冲或毛刺信号会影响其稳定性,为了避免电路做出错误的动作,需要对输入信号进行滤波处理。详细讲述了延时滤波和判决滤波两种基于VHDL语言的软件滤波方法,并通过实验证明了两种滤波方法均能有效消除干扰信号,验证了其可靠性。     

实用抗工频干扰滤波器

本文通过对检测信号干扰的分析,得出以1/8工频周期的速度采样,并实行八次采样值平均加权滤波,结合采样器的前置滤波,可以获得对工频及其谐波分量干扰的高精度滤波。本方法的特点是利用工频同步八倍频电路,使采样速度自动跟踪工频的变化,对于工业过程信号的测量具有广泛的适用能力。文中详细介绍作者所设计的工频同步八倍频电路,并且探讨工频抗干扰滤波器在微型机上的具体实现过程。     

数控机床能耗多通道监测系统的数据处理研究

针对使用多通道监测系统监测数控机床能耗信息时存在的信号干扰、采样率不同等问题,提出了一种基于软件编程的数据预处理方法。通过设计低通滤波器,对采集信号进行滤波处理,消除数控机床加工过程中采集信号振动较大、干扰噪声较多的问题。对于个别系统的采样率不同,利用重采样技术改变其采样频率,获得新的采样序列。根据数控机床切削和空载转换时采集信号的突变,运用多阈值分割算法,基于Matlab编程获取其突变特征点,并以此为基准实现不同采集系统之间的数据同步。研究结果表明,运用上述方法对采集信号数据进行预处理,为后续分析数控机床能耗信息带来了极大的便利。     

S变换的火车车轮扁疤信号检测

为准确、快速检测车轮扁疤以保障列车行车安全,针对振动加速度传感器采集的车轮扁疤信号持续时间短、突变快的特点,采用短时能量判决和S变换时频分析方法相结合的算法对含有扁疤的振动信号进行检测定位。对典型扁疤信号进行频谱分析发现扁疤信号主要集中在2500Hz以下的频带范围内。通过对低通滤波后的振动信号进行短时能量判决筛选出扁疤可能存在的数据段,经S变换后,信号的突变特性表现明显,可以确定扁疤的起振时间。MATLAB仿真证明：该算法能够准确地对扁疤信号进行检测定位,并较其他方法步骤更简洁、定位更准确。     

基于稀疏重构的跳频信号检测方法

针对复杂电磁环境下跳频信号的检测问题,提出了一种基于稀疏重构的跳频信号检测方法,首先采用近似l0范数算法对含有干扰的跳频信号进行稀疏重构,采用拟牛顿法求解无约束多维最优化问题,然后对得到的时频图的频率分量进行二值形态学滤波以去除干扰和噪声,最后通过统计匹配信号的个数完成信号的检测。同时为提高算法的自适应能力,在选取二值化阈值时采用最大类间方差法。理论分析和仿真实验表明该算法在较低信噪比下仍能克服干扰和噪声并较好地保存各跳,实现对跳频信号的检测。     

小波变换在心电图R波检测中的应用

本文描述了一套基于小波理论进行心电信号处理的方案及其实现,即根据小波变换分解后,各个尺度上信号的特征采取相应的措施进行滤波或者R波检测.文章同时介绍了该方案的Matlab仿真结果.该方案不但具有简易性和运算的快速性,并在R波检测部分加入时域校正,达到良好的R波检测的正确率.     

时频交叠LFMCW信号的PAHT检测与频移分离

为有效解决时频交叠周期LFMCW信号分离的难题,首先提出一种基于周期AHT(PAHT)的检测算法,通过对匹配函数进行改进,有效积累截获到的交叠多周期能量实现高概率检测,然后将PAHT积累得到的强信号解线调,根据此时的频率分布特性近似量化频率,估计频率量化点与信号频率的偏离差值,再通过频移改善窄带频域滤波分离信号的效果;最后利用IFFT恢复信号,依次循环完成交叠强弱信号的分离。仿真结果对算法的检测效果和复杂度进行了分析,并在验证分离效果的同时采取了两种方法对信号的滤波质量进行了评价,验证了其在低信噪比下的可行性。     

高精度频率测定的ASIC实现

研究频率测量过程中输入信号的脉冲边沿与测量设备的闸门信号边沿不一致造成的频率测量误差.提出利用可编程ASIC器件来实现输入脉冲信号与MPU定时信号同步的实现方法,解决了输入脉冲和给定闸门时间起止时刻随机性引起的测量误差.基于ASIC的方法与其他频率测量方法相比,MPU外围电路简单,能自适应输入信号频率的变化.利用对输入信号进行测量前分频和利用2个寄存器扩大对频标的计数范围,扩大了对输入信号频率的测量范围.该工作为精确测量频率探索了一条新途经.     

基于小波变换的信号去噪处理

小波变换是信号处理中一个十分有用的数学工具。基于小波分析理论,本文采用软阈值法滤除与有用信号频率相近的噪声信号,取得了很好的滤波效果。并通过实时数字仿真系统验证了这种方法的有效性。     

强噪声背景下高频CW电报信号的自动检测

长期以来,CW电报通信都靠人工操作来完成,难以满足大容量、高速度的要求,如何实现CW电报的自动检测与识别,减少人为因素的影响,提高其有效性是当前高频CW电报研究的重要课题.在强噪声背景下,高频CW信号的包络检波检测法难以有效跟踪信号波形.检测性能严重下降.针对此问题,提出了一种基于Kalman滤波的微弱CW信号检测方法.该方法首先采用Kalman滤波器实时捕捉CW信号,恢复信号波形,再运用复数谱方差识别干扰信号与CW信号,提取出纯净的CW信号.实验表明:该方法能够在强噪声背景下有效地检测出CW信号,具有更高的识别率,且算法简单,实时性强,可用于指导高频CW电报自动接收设备的研制.