跳频信号的自适应谱图分析

基于跳频信号的多分量模型,分析了谱图(Spectrogram)和维格纳分布交叉项特点,提出了自适应谱图的跳频信号时频分析方法.该方法利用最大相关准则,自适应地变化窗函数长度,匹配跳频信号的局域化属性,进而获得较好的时频分辨率.算法性能与平滑伪维格纳分布(SPWVD:Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution)进行了比较,通过理论研究和仿真分析表明,自适应谱图方法能够反映跳频信号的时频特征,改善了跳频信号的谱图分辨率,提高了参数的估计精度,具有很强的鲁棒性.     

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.     

STFT和Zoom-FRFT联合的多分量LFM信号参数估计方法

针对传统基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多分量线性调频信号(MLFM)参数估计方法中计算量大,估计精度低等问题,提出了一种短时傅里叶变换(STFT)和Zoom-FRFT联合的参数估计方法.首先,利用STFT得到MLFM信号的短时傅里叶域频谱图,对其进行直线检测得到各个分量参数的粗略估计.然后,利用LFM信号在FRFT域的频谱分布特征和STFT窗函数的主瓣带宽,计算得到待估计信号在FRFT域变换阶次和频谱的分析范围;最后,在Zoom-FRFT域采用优选法对各个分量进行精估计,得到精确的变换阶次和峰值位置.仿真结果表明,该方法可以有效地对MLFM信号进行参数估计,可以根据实际需要灵活选择窗函数的宽度和细化倍数,与传统方法相比,提高参数估计精度的同时大大减小了计算量.     

一种正弦波信号频率幅值的高精度估计方法

为了提高正弦波信号频率和幅值的频域估计精度,提出了窗函数迭代逼近方法.Matlab仿真结果表明,该方法切实可行,估计精度可以提高4~5个数量级,且与频率偏差δ基本无关.     

一种加8项余弦窗FFT的谐波检测方法

加窗插值FFT谐波检测算法能够很好地克服传统检测方法存在的缺点,提高电网谐波的检测精度.8项余弦窗函数的谐波检测算法能够有效地抑制频谱泄露.采用四谱线插值修正的原理,推导了基于8项窗函数的四谱线插值修正公式,并利用MATLAB软件对该算法进行仿真.通过与加其他窗函数的插值算法的对比,仿真结果表明,8项余弦窗插值算法容易实现,计算量小且能够很好地提高信号参数的检测精度,适合电网谐波检测.     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。     

基于LMS-SPWVD的非平稳振动信号时频分析方法

针对SPWVD存在中心信号频率能量发散、干扰信号能量波形及模态混叠现象未得到有效抑制的缺点,提出一种最小均方滤波算法(LMS)和平滑伪维格纳威尔分布(SPWVD)相结合的时频分析方法(LMS-SPWVD).首先,采用LMS算法对模拟非平稳振动信号测试函数进行抑噪处理,获取最优输出信号测试函数时域波形;然后采用SPWVD对最优输出信号测试函数时域波形进行分析,构建LMS-SPWVD算法时频分布模型;最后将该方法与SPWVD、LMS-STFT、LMS-WVD进行对比。结果表明,该方法具有较好的时频分辨率与时频聚集性、模态混叠及干扰信号抑制效果。     

基于Kaiser窗的相位差校正及tanδ测量应用

基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权可减轻非同步采样和非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.本文通过分析Kaiser窗函数的主瓣与旁瓣衰减比重可自由选择的特性,提出了基于Kaiser窗的相位差校正的tanδ测量方法,推导了tanδ的计算式,并介绍了基于该算法的测量系统的硬件实现方案.仿真和试验结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的相位差校正方法克服了谐波干扰、基波频率波动及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于tanδ的离线测量与在线监测.     

结合信号谐波特性的均值参数测量窗设计

为了有效抑制准周期信号均值类参数测量时由信号频率的起伏变化和对信号的非同步采样引入的误差，对加窗函数采用组合余弦表示并结合周期信号频谱的谐波特性，提出了一种用于准周期信号均值类参数高精度测量的加窗函数设计方法。首先，基于测量误差在采样同步时为零，并对采样不同步不敏感，分别导出了组合余弦窗的有效条件及其优化设计的平坦性准则；进而以平坦性准则为约束建立了组合余弦窗的系数方程组；最后通过求解方程组确定组合余弦窗的系数，实现了组合余弦窗的优化设计。采用优化组合余弦窗对信号加窗，能够最大限度地抑制各谐波之间的泄漏干扰，显著降低了均值类参数的测量误差。基于组合余弦窗的平坦性准则对广为应用的矩形卷积窗的最优性进行了分析，揭示出在各信号谐波频点处矩形卷积窗的频谱满足相同的平坦性。对典型信号有效值的测量进行数值模拟表明：信号频率在±10%之内起伏变化时，与同宽的矩形卷积窗相比，采用窗宽为2个和3个信号周期的优化组合余弦窗后测量精度分别提高了11倍和27.5倍以上。     

用改进的窗函数设计FIR数字滤波器

窗函数设计FIR数字滤波器已多年,近年来,用优化技术设计数字滤波器十分流行,论文提出了一种新方法对窗函数进行改进,这种窗函数不同于以往的Hann窗、Hamming窗、Blackman窗,它先将余弦序列线性组合为窗函数,然后根据FIR数字滤波器的特性对数字滤波器的幅度条件进行线性规划。并且给出了改进窗函数的算法。最后,用该方法设计出了FIR数字滤波器的仿真实例,并与用Hamming窗、Blackman窗方法设计的FIR滤波器进行对比,仿真结果表明用该方法设计的滤波器满足设计规格。     

基于SRFFT算法的快速小波变换谐波检测法

为快速准确的提取谐波分量及克服传统的FFT方法无时域局部性的缺点,提出一种基于复序列加窗插值分裂基快速傅里叶变换算法(SRFFT)的快速小波变换谐波检测法,以便准确快速的提取谐波.该方法采用凯瑟窗函数作为窗函数,通过改变β值和采样点数在主瓣宽度与旁瓣衰减之间进行选择;运用SRFFT算法、Mallat算法以及离散小波变换(DWT)算法对信号进行快速分解及重建.模拟分析结果表明,该方法运算精度很高,可以快速准确的提取谐波信号参数.     

基于小波基的SVM多气体融合

为了提高气体传感器在多气体环境下的检测灵敏度,基于小波对偶框架和支持向量核函数的条件,提出了一种支持向量小波核函数.该核函数具备小波的多尺度插值特性和稀疏变化特性,提高了模型的精度和迭代的收敛速度,适用于信号的局部分析、信噪分离和突变信号的检测,从而能在提高支持向量机(SVM:Support Vector Machine)泛化能力的同时,提高辨识效果,减少计算量.基于该核函数和正则化理论提出的最小二乘小波支持向量机用于非线性系统辨识,对sin c函数的逼近.该小波核得到的绝对误差不超过0.004;在多气体分析中,比RBF(Radial Base Function)核所得的偏差小18.3%.这些表明SVM小波核具有更好的泛化能力.     

含缺陷管道超声导波检测信号的相关性分析

提出一种基于相关性分析的管道缺陷检测方法.该方法通过截取入射信号作为主动检测信号,将实测信号作为被检测信号.借助于合适的窗函数计算检测信号和不同时刻测试信号的相关系数,通过相关系数的峰值点判断波到时刻.从而提高识别精度.为了消除来源于模式转换和噪声的杂波信号,设置阈值可达到滤波效果.利用该方法,对单位置腐蚀和双位置腐蚀,在不同噪声水平下的测试信号进行相关性分析.结果表明,阈值法可以较好地抑制噪声和模式转换对识别结果的影响,且具有较高的识别精度.该方法原理简单,操作简便,可用于管道腐蚀检测的在线检测.     

有功功率测量P-Sa滤波器算法的研究

针对电能表采样过程中非整周期采样造成的有功功率测量和电能计量误差,在传统滤波器功率测量算法基础上,首先提出了一种多项Sa函数自卷积窗函数（P-Sa窗）,分析了该窗的时频特性;然后基于该窗构造了P-Sa滤波器,仿真分析了非整周期采样下P-Sa滤波器的滤波效果;最后,基于工频正弦波形和IEC62052中的5种畸变波形测试信号,仿真分析了稳态和动态测试信号下不同有功功率测量算法对累计电能的误差。仿真结果表明,提出的P-Sa滤波器可以有效抑制纹波波动,提高了有功电能累计的准确性。     

测试信号频谱分析中的Gibbs现象

本文依据Gibbs现象的实质,讨论了信号频谱分析中的理想滤波特性、频窗特性、限带白噪声的自相关函数、时域截断的泄漏效应、时窗特性以及离散采样信号的复原等问题。     

短时能量分析法在断路器机械状态监测中的应用

针对断路器机械特性在线监测中触头关合时刻难以获取的缺点 ,研究了短时能量法在断路器机械振动信号分析中的应用 .通过定量分析指出 ,短时能量法的优点在于有效提高了信噪比 ,可以从现场复杂的噪声环境中提取出振动事件的起始时间 .试验中将该方法应用于ZN12 35型真空断路器的合闸振动信号分析 ,准确得到了空载情况下三相触头的闭合时刻 ,从而计算出不同机械状态下的合闸同期性与合闸时间等状态参数 .在关合单相短路电流的情况下测试了VS1 12型真空断路器的合闸振动信号 ,分析了不同短路电流对振动信号测量及合闸同期性的影响 ,进一步验证了短时能量分析法的有效性和准确性 .试验结果表明 ,在选择合适的窗函数的基础上 ,短时能量分析法的测量精度能达到 0 2ms .     

基于Parzen窗函数的SAR图像人造目标检测算法

提出了一种基于Parzen窗函数的SAR图像人造目标检测算法.该方法首先以基于数据驱动的Parzen窗核函数逼近实际SAR图像的直方图,完成SAR图像的精确建模;在此基础上,理论推导了全局CFAR检测算法的阈值,设计了阈值求解的数值算法.典型目标的实际图像的实验结果证明,该方法是一种速度较快、精度较高的人造目标检测算法.     

一种基于Hamming自乘法窗函数和四插值的谐波分析方法

针对谐波分析过程中常规窗函数存在精度不足的问题,提出了一种自乘法窗函数的构造方法,并以Hamming窗函数为例构造出1-9阶乘法窗函数,将这些窗函数应用于四谱线插值谐波分析方法中,仿真实验表明:构造出的自乘法窗函数相对于常规窗函数,在进行插值谐波分析中具有更高的准确度.工程实践中可根据精度需要选择所构造的窗函数阶次.     

一种协作多天线系统中的盲定时同步算法

本文提出了一种协作多天线系统中的盲定时同步算法,算法利用接收信号的循环平稳特性,根据天线间时延导致的接收信号循环自相关函数谱峰的偏移量得到天线间的时延差值.采用一种基于滑动窗的检测算法,得到各天线时延值.仿真结果证明,该算法在无需额外同步数据的情况下,能有效的解决分布式定时的问题.     

基于分数阶Fourier变换的时频分布

分数阶Fourier变换是对经典Fourier变换的推广.根据信号瞬时相关函数、点谱相关函数、Wigner分布和模糊函数这4种信号表示方法之间的Fourier变换关系,基于二维分数阶Fourier变换,给出一种新的分数阶时频分布,它表征了信号的局部时间/频偏和局部频率/时延特性,进一步讨论该分布函数的主要性质.最后给出它在线性调频（chirp）信号检测中应用的仿真结果.