自适应无限冲激响应陷波器抑制窄带干扰的误差补偿算法

考虑到直接序列扩频(DS-SS)系统中无限深度格型陷波器在去除窄带干扰的同时对扩频信号的损伤,在无限深度格型陷波器上添加一自适应横向滤波器,其输出作为对受损扩频信号的误差补偿.仿真结果证实,新设计的误差补偿滤波器改善了无限深度格型陷波器的性能,而系统计算复杂度只有少量增加.     

一种修正格型自适应陷波器在科氏流量计上的应用

根据格型自适应的结构原理,运用了一种频率响应非对称的修正自适应格型陷波器(improved adaptive lattice notchfilter,I-ALNF)在科氏流量计上的应用,并把零极点参数全部引入自适应算法中,使得算法与陷波器完全匹配,且使陷波器具有更好的特性。仿真结果表明,修正格型自适应陷波器比格型自适应陷波器的频率跟踪精度更高,稳定性更好。     

格型陷波器和DTFT科氏流量计信号处理方法

频率、幅度和相位均按随机游动模型变化的时变信号模型,更为真实地描述科氏流量计信号的实际特性.基于时变模型,提出用于科氏流量计的信号处理方法.采用自适应格型陷波器对频率、幅度和相位均按随机游动模型变化的科氏流量计信号进行滤波,得到频率及增强信号;通过短窗截取,采用DTFT法计算2路信号的相位差和时间差.仿真结果表明,方法具有很好的跟踪效果,且计算量小,可用于科氏流量计的实时信号处理.     

基于自适应分段与动态修正的机床定位误差补偿

为了提高并保持机床的加工精度,提出了自适应分段建模与动态修正相结合的误差补偿方法.根据误差曲线形状与建模精度需求,自适应地确定分段区间与函数最佳拟合阶次,以实现在线自动建模.结果表明,所建模型并非一个固定的算法,能够实时监测机床温度场、外界环境温度及冷却液工作状态的变化情况,不断更新数学补偿模型的几何调整因子与热增益系数,并动态修正补偿模型.同时,在VM850型立式加工中心进行了误差补偿实验.结果表明,在复杂工况下,基于自适应分段建模与动态修正相结合的误差建模及补偿方法能够满足数控机床的实时补偿需求,其补偿精度高、鲁棒性好.     

工频通信信号联合检测方法

配电网信道环境极为恶劣,工频信号在信道内传输受诸多干扰因素的影响,导致信号失真程度较大。采用单级自适应陷波器检测工频通信信号,效果不佳。针对此问题,采用一种数学形态学与双级自适应陷波器联合算法检测工频信号。仿真结果表明:相比于用单级自适应陷波器检测工频信号,本文的算法在输出电压误差平均值降低了1.57V,输出信噪比提高了10.5dB。     

新型磁致伸缩液位传感器检测原理与实现

新型磁致伸缩液位仪以C8051F005为核心,为实现大量程测量,系统实时检测信号幅度,利用D/A实时调整变增益运算放大器AD603的放大增益,保证传感器输出信号幅度在全量程范围内的恒定.激励脉冲与检测脉冲的时间差由现场可编程门阵列(FPGA)利用高频时钟计数的方式实现.高频时钟选取50 MHz时,时间测量精度达到1/50μs.实验结果表明,新型磁致伸缩液位仪测量精度达到±2 mm,克服了传统的由于量程原因带来的信号幅度变化而对测量结果的影响.利用FPGA高频计数方式测量激励和检测信号的时间差,降低了系统的测量误差.     

GNSS自适应抗干扰天线阵相位中心校正

为在干扰环境实现实时精密定位、测距和姿态测量等应用,需要尽可能降低天线阵相位中心引起的误差。建立了抗干扰天线阵相位中心补偿模型,每个阵元视作多相位中心天线,推导了自适应抗干扰天线阵等效相位中心位置的计算方法,分析了抗干扰RTK系统中由相位中心偏移引起的误差。通过补偿载波相位观测量,实现了天线阵相位中心校正。仿真结果表明,GNSS接收机抗干扰天线阵等效相位中心的位置与干扰环境及所用抗干扰算法有关,不能通过预先建立固定查找表的方式进行补偿,只能根据抗干扰计算结果实时计算出等效相位中心位置,再补偿载波相位观测量。      

基于频移补偿的全相位时移相位差频率估计

针对精确估计信号频率问题,对经典全相位时移相位差估计器做了估计性能改进.通过深入剖析研究卷积窗类型和频率偏离值对全相位FFT峰值谱幅度的影响,进而提出两项改进措施:在全相位数据处理环节引入无窗卷积窗,在原有估计器的输出引入入频移补偿.使得不管频率怎样偏离,峰值谱总能接近理想幅值,从而既提高了估计器抵御噪声的能力,又显著提高了估计器的精度.实验结果表明,该方法的改进估计器,其精度高于原有的全相位时移相位差法和改进的Candan估计器,且对于任意频偏情况,其频率估计方差均紧靠克拉美罗限,具有较广泛的应用前景.     

基于ZPET-FF和ESO的直线伺服鲁棒跟踪控制

提出一种将零相位误差跟踪和前馈(ZPET-FF)与扩张状态观测器(ESO)相结合的重复控制方法,以提高宏动台直线电机伺服系统的跟踪性能.以ZPET-FF作为前馈跟踪控制器,将信号估计器估计的跟踪误差和系统的实时误差作为其输入信号,将控制器对系统的跟踪误差进行实时补偿,以降低参数变化对系统的影响,有效提高系统的带宽和跟踪性能,减小系统的动态跟踪误差;采用ESO补偿系统中的各种扰动抑制噪声,以提高系统的抗干扰能力.实验结果表明,所提出的控制方法不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且减小了系统的跟踪误差.     

基于非相干累积的微弱GPS信号相位估计

针对全球定位系统(GPS)微弱信号相位估计不能满足实际应用的问题,利用二倍相位处理和直接判决反馈这两种方法消除导航数据跳变的影响,提出了基于非相干累积的最大似然(ML)相位估计器. 通过理论分析,推导出信噪比表达式,利用条件概率密度函数(CPDF)的数值积分计算出估计器的均方根误差(RMSE),证明非相干累积有效降低了ML相位估计器的RMSE,提高了GPS微弱信号相位估计能力. 仿真结果验证了理论分析和所提算法的有效性,基于FPGA的实现结果表明算法的可应用性.      

模拟自适应陷波器的原理与实现

介绍了一种高性能的模拟自适应陷波器(ANF)的工作原理,电路结构及实验调整的结果。这种陷波器是从同类型的数字自适应陷波器演化而得到的,它的结构简单,调整方便,性能优良,不仅能适应于干扰为单一频率的场合,而且当干扰为复杂波形时也同样有效。这种模拟自适应陷波器特别适宜用作对随钻测量(MWD)信号的处理,以滤除信道的强干扰。     

基于改进型LuGre模型的自适应滑模摩擦补偿方法

为建立具有良好动态性能的开放式伺服系统,针对自适应摩擦补偿对未知建模误差和扰动抑制能力较弱的问题,提出了一种基于修正黏性摩擦Lu Gre模型的自适应滑模摩擦补偿方法.建立开放式伺服系统的动力学方程,并结合修正黏性摩擦Lu Gre模型,提出伺服系统的状态方程.根据反演设计的思想,设计自适应滑模摩擦控制器以及相应的自适应律和切换函数,并分析了其全局渐进稳定性.通过可编程多轴控制器(PMAC)实现了该补偿控制方案在开放式伺服平台的应用,并通过实验验证了其有效性.实验结果表明:与自适应摩擦补偿相比,该自适应滑模摩擦补偿方案在输入信号为正弦信号时,伺服系统的跟踪误差由±6.9,μm降低到±4.1,μm.采用该补偿方案可有效地抑制摩擦及其他不确定干扰对伺服系统的不利影响,进一步提高伺服系统的跟踪性能.     

DSSS窄带干扰抑制滤波器性能研究与比较

针对直接序列扩频系统(DSSS)窄带干扰抑制滤波器的输出信干噪比不仅与陷波带宽、陷波深度有关,还受陷波器相位特性影响的问题,推导了扩频信号经二阶直接型IIR陷波器抑制窄带干扰后相关输出信干噪比改善因子闭式解,并与Kwan-Martin结构IIR陷波器、最优Wiener解FIR滤波器性能进行了比较.由理论推导和比较分析可知,在工程实现中对于单频干扰的抑制,直接IIR陷波器优于其他三类滤波器.     

电力有源自适应格型滤波器谐波电流检测方法

针对有源滤波器谐波检测实时精度高的要求,将线性神经网络应用于自适应噪声对消技术,采用最小均方(least mean square, LMS)误差算法对神经网络进行训练,通过线性神经网络实现的自适应格型滤波器,每个神经元对输入基波和谐波信号并行协同处理,对电网高次谐波分量进行滤波和预测,较常规滤波器有更好的实时性和鲁棒性.仿真和实验结果分析表明,自适应格型检测算法比常规检测方法有更好的实时性和精度,补偿后5、7次谐波电流含有率明显下降,电力有源滤波器APF投入后补偿效果良好.     

全相位FRM陷波原理及其DSP Builder实现

为设计出陷波点可精确控制、具有高陷波深度及低硬件复杂度的陷波器,提出了一种结合频率响应屏蔽（FRM）技术与全相位滤波技术的高效陷波器实现结构.在分析双相移组合全相位陷波器陷波深度不足的基础上,指出原型滤波器和屏蔽滤波器内含的单窗全相位卷积窗是陷波深度得以大幅度增大的根本原因,理论推导出陷波器频率响应表达式,证明了在平移参数λ取非1/2整数倍的情况下,提出的陷波结构无需任何补偿和校正措施,其陷波深度高达约-200,dB.借助Altera开发工具DSP Builder对所提出的陷波结构进行建模、仿真,产生QuartusⅡ能够识别的VHDL源程序,利用ModelSim进行RTL级仿真,综合、适配并下载至FPGA芯片.实验结果验证了设计方法的正确性和实用性.     

核磁共振信号工频谐波的自适应滤除方法

针对核磁共振测量信号中的噪声,尤其是拉摩尔频率附近的工频谐波噪声干扰问题,
采用自适应滤波的方法进行噪声滤除,在自适应滤波去噪基本原理的基础上,对自
适应陷波滤波器的性能进行了仿真研究,并将该方法应用到实际采集到的核磁共振信号工频
谐波干扰的滤除中。研究结果表明,相对于传统的设计陷波滤波器去噪的方法,自适应陷波
器可自动跟踪干扰频率和相角,滤波后信号的失真小,通过包络拟合后,信号振幅和弛
豫时间的误差精度较高,可控制在5%以内,从而实现了工频谐波干扰的有效滤除。     

基于MCC-PAST算法的直扩信号PN码序列盲估计

针对在脉冲噪声环境下的直接序列扩频信号的伪随机(PN)码盲估计问题,提出了一种利用最大熵准则投影逼近子空间(MCC-PAST)算法和滑窗技术相结合的PN码盲估计方法。该方法利用最大熵准则,实现了在脉冲噪声背景下对扩频信号的特征进行稳定快速的追踪。通过对迭代过程中的特征子空间进行梯度估计,实现了可变遗忘因子(VFF)的自适应更新,使得权值的收敛精度和收敛速度得到了同时的优化。算法数据存储量小,复杂度低,易于硬件实现和实时数据处理。仿真结果表明,在脉冲噪声环境下该方法对PN序列估计的正确率和稳定性优于传统方法。     

科氏流量计的时变信号处理方法

针对实际应用中科氏流量计流量缓变的特性,首先建立频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的改进时变信号模型,其次采用一种跟踪信号频率变化能力更好的陷波算法对信号进行滤波,以求其频率;并采用自适应谱线增强器从含有噪声的信号中提取出基频信号;然后通过短窗截取,采用修正的滑动DTFT递推算法实时计算两路信号之间的相位差和时间差,求得质量流量.仿真及实测结果表明,研究方法不仅可以跟踪变化的频率和相位,而且在测量小相位时具有较高的精度,整套算法计算量小,可用于科氏流量计的实时信号处理.     

基于GA-BP神经网络的ACFM实时高精度裂纹反演算法

针对传统交流电磁场检测(ACFM)特征信号难以实现缺陷高精度实时反演的问题,在电磁耦合ACFM探头有限元模型分析的基础上,引入能量谱和相位阈值判定方法实时获取裂纹特征信号,建立裂纹实时反演实验系统并进行裂纹检测实验,基于加入遗传算法的BP神经网络(GA-BP)建立的ACFM实时高精度裂纹反演算法对实验得到的裂纹特征信号进行长度和深度的反演。结果表明:电磁耦合ACFM探头有限元模型可较好地仿真裂纹特征信号;采用能量谱和相位阈值判定方法能够实时获取裂纹特征信号;GA-BP神经网络能够实现裂纹长度和深度的反演,反演精度误差不超过10%。     

基于BCRLS-AEKF的锂离子电池荷电状态估计及硬件在环验证

研究有色噪声下的锂离子电池参数辨识与荷电状态（SOC）估计,并进行硬件在环实验验证.在动力电池模型的参数辨识过程中,利用带遗忘因子的偏差补偿递推最小二乘法进行偏差补偿,提高了有色噪声数据的参数辨识精度.在此基础上,利用自适应扩展卡尔曼算法进行SOC估计,使得滤波算法中的估计结果可以随着噪声统计特性的变化而自适应更新,实现了模型参数和电池状态的联合估计.最后,借助BMS测试系统模拟电池电压电流信息输出,完成了硬件在环实验以验证所提出的方法.实验结果表明,利用所提出算法估计得到的电池端电压和SOC误差分别小于10 mV和0.5%.