经验模态分解和小波分解滤波特性的比较研究

 为了更好地了解小波分解(WD)和经验模态分解(EMD)2种方法对非平稳信号滤波特性的差异,以及2种方法的实际应用效果和各自的优缺点,提出了运用对高斯白噪声信号分解分量平均功率谱特性的分析来对比2种方法滤波特性差异的研究方法,并运用多项对比实验对所提研究方法的有效性进行验证.实验结果表明,所提研究方法能够有效地解释2种分解各自的滤波特性.对于EMD分解,各分量平均功率谱表现为带宽逐渐减小,中心频率逐渐降低的一组有序排列的带通滤波器.整个分解过程不需人为干预可自动完成,但存在边缘效应问题,如不加以处理可能会严重影响分解质量;对于小波分解,选择不同小波基,有的表现出与EMD分解类似的多尺度滤波特性,有的则不尽相同,甚至是完全不同.所以小波基的选择和分解层数的设置不同,可能会导致分解结果出现较大差异,因此存在对小波基优化选择问题.此外,小波分解过程速度较快,平均用时仅为EMD的1/25.     

厦门海域中华白海豚定位click信号特性

对厦门海域中华白海豚的发声及信号特性进行研究,采用高频宽带数据记录系统获取了大量中华白海豚click信号,并利用Matlab软件和Excel 2007对这些信号进行时域和频域分析.结果表明:click信号通常以不同长度的序列形式出现,单个click信号长度分布在(33±4)μs;频谱能量分布广,低频至10kHz,高频达200kHz以上,具有单峰和双峰2种频谱结构,峰值频率、3dB带宽和10dB带宽分别为(113.3±16.3)、(48.3±14.2)和(113.3±16.4)kHz.中华白海豚click信号双峰的频率分布,为其在海底混响严重的浅海环境准确识别目标提供了保障.     

一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法

针对影响射频窄带信号时延估计精度的3个主要因素：中频偏差、信号带宽及信噪比,提出了一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法.其采用平方倍频法分别估计两路信号的中频,通过频差补偿消除中频偏差对时延估计精度的影响;利用线性调频Z变换（CZT）在有限带宽内增加时延估计的有效点数;并针对相位法自身的特点利用Kalman滤波器优秀的抗噪声特性提高时延估计的精度.理论分析和实验仿真均验证了该方法的有效性.     

基于球磨机筒体振动的料位特征量

基于球磨机筒体的振动机理,提出了一种新的料位特征量.首先对球磨机筒体内料位分布的特点进行了分析,给出了球磨机筒体上振动测点的布置方案.同时针对筒体上振动信号采集的特点,开发了一套振动数据无线采集系统,确定了筒体振动信号的采集方法,并通过实验采集了不同给煤量工况下球磨机筒体与轴承座振动信号.然后根据料位与球磨机筒体及轴承座振动之间的关系对原始振动信号进行了滤波处理.最后从反映料位变化的敏感程度出发,比较了球磨机筒体与轴承座振动料位特征量.比较结果表明,相对于传统的料位特征量,筒体振动料位特征量更能灵敏地反映料位的变化,为实现料位的准确测量提供了可靠的依据.     

基于KF的自平衡机器人姿态角补偿方法

研究基于卡尔曼滤波(KF)的低通滤波补偿方法,对采用单轴加速度计的自平衡机器人姿态角测量系统进行补偿,消除由于振动、冲击等引起的信号失真,增强控制系统的稳定性.根据前期研究及实验,深入分析振动、冲击对传感器信号的影响,提出了一种基于最小二乘拟合原理的姿态角计算模型.在获得机器人自由振荡频率的基础上,设计了基于KF的混合低通滤波单元,并进行了物理模型实验.结果表明,该补偿方法能完全消除振动造成的传感信号失真.此外,该补偿方法对强烈冲击所造成的信号波动亦有明显衰减,能显著提升自平衡机器人的稳定性.     

快速公交车辆发车间隔与信号优先协调研究

研究快速公交车辆发车间隔与路口信号优先的协调优化问题. 针对快速公交全线路口信号选用定周期的优先感应控制方案,提出协调优化问题的衡量指标. 选用遗传算法提出发车间隔与信号控制参数综合优化的求解算法. 以北京的BRT1线为例,应用VISSIM仿真软件与VC++程序进行了算法实现. 实例结果表明:在不同的车速、发车间隔、信号控制方案的组合下,经过优化可以有效提高车辆的速度和准点率,实现真正意义上的公交优先.     

利用频域连续性检测非合作突发通信信号

针对在非合作突发通信信号检测中,已有的各种检测方法均未能充分利用信号的频域连续性的问题,提出了一种新的检测方法,利用信号的频域连续性,在频率和带宽二维进行频域能量累积,搜索最大值并检测.理论分析和仿真均验证了此方法优于Power-Law方法 2 dB以上.     

一种含噪声多模态调频调幅信号的提取方法

针对结构健康监测过程中的Lamb波多表现为复杂的多模态调频调幅信号,而无法实现对其模态成分进行精确提取的问题,提出了一种计算信号各模态在短时傅里叶平面上频率宽度的方法.通过对调频调幅信号的短时傅里叶变换能量分布的深入分析,将拟重构的模态成分宽度分为瞬时带宽区域和加窗旁瓣区域两部分,解决了影响模态提取精度的关键问题,从而利用时频变换的逆变换重构区域系数,实现了调频调幅信号成分模态的精确提取.通过对模拟信号提取误差的对比验证分析,由调频调幅模态的提取结果表明了该方法的有效性和鲁棒性.     

基于伸缩窗口STFT的信号调制的识别研究

伸缩窗口短时Fourier变换(STFT)通过对窗函数引入伸缩变换对短时Fourier变换进行改进,实现时频分辨率随信号频率变化自动可调,能较好地刻画信号中的瞬态结构.本文把伸缩窗口短时Fourier变换这种时间-频率-尺度三维信号处理方法引入到了数字通信信号调制盲识别领域,对ASK、FSK和PSK信号的伸缩窗口STFT——域特征进行了理论分析和软件仿真,最后给出了识别算法和仿真结果.仿真实验结果及性能分析表明,该算法是可行的,具有较好的抗噪声性能.     

AtVDAC2参与拟南芥盐胁迫信号应答过程

为了探索VDAC在盐胁迫信号传递途径中可能的传递关系,以AtVDAC2转基因拟南芥过量表达和抑制表达株系为材料,初步探索盐胁迫过程中该基因参与信号传递的方式.实验分析了NaCl处理对种子萌发的影响、Ca²⁺对NaCl胁迫下种子萌发的影响,以及NaCl对气孔运动的影响和盐胁迫相关基因的表达水平.实验结果指出,AtVDAC2基因表达水平变化影响了拟南芥对NaCl的敏感性:高表达的AtVDAC2使得拟南芥种子对NaCl敏感性提高,种子萌发率降低,气孔关闭较快;而低表达的AtVDAC2使得拟南芥对NaCl敏感性降低,种子萌发率高,气孔不易关闭.在NaCl胁迫下添加Ca²⁺,提高了敏感株系种子的萌发率,因而推测Ca²⁺帮助AtVDAC2转基因拟南芥过量表达株系平衡下游的胁迫应答.用实时荧光定量PCR检测盐胁迫应答相关基因SOS1,SOS2的表达水平,发现AtVDAC2的高表达引起了下游应答基因SOS1,SOS2表达水平的相应提高;相反AtVDAC2的抑制表达则导致SOS1,SOS2表达水平下降.由此说明,AtVDAC2参与了拟南芥盐胁迫应答过程.