基于相似性度量的磁异信号匹配检测算法

针对现有的磁异目标差值匹配检测算法在低信噪比下效果较差的问题,提出了一种基于相似性度量的匹配检测算法, 通过构建衡量序列局部相似性的函数对实时磁异信号和背景场信号进行匹配处理,再利用小波包去噪进一步提高信噪比,最后 将处理后的信号输入到 OBF 检测器中完成目标实时检测。 研究结果表明在虚警率为 0. 42%下当输入信号信噪比为-9 dB 时, 该算法的检测率仍在 90%左右,其在低信噪比下的检测效果明显优于差值匹配检测。     

磁异常探测中载体干扰磁场 RLS 补偿方法

针对磁异常探测中载体干扰磁场会极大的影响测量结果的问题,提出一种基于RLS算法的磁异常探测载体干扰磁场补偿方法。首先,对磁异常探测中的干扰进行分类,建立测量模型;然后,将模型转换为标准多元线性方程,通过正交约束和线性约束降低共线性,经RLS算法求解模型参数,并进行模型仿真验证算法正确性;最后,进行有无异常载体有限元仿真,通过RLS算法解算无异常时仿真数据获取补偿参数,并用补偿参数对含异常仿真数据进行补偿。结果表明：经补偿误差显著降低,无磁异常实测实验的补后改善比为10.3,该方法可用于磁异常探测中的载体干扰磁场补偿,有效提升了磁异常探测的抗干扰能力,对掩埋物检测、矿产勘探、反潜等工作都具有重要意义。     

基于ARM Cortex-M3的声磁EAS设计

针对普通EAS系统存在抗干扰性能差、检测灵敏度低、检测范围小、误报率高等缺点,设计了一种基于ARM Cortex-M3的声磁EAS系统.介绍了声磁EAS系统的工作原理和硬件结构框图,分析了声磁标签信号在时域和频域上的特征,提出了FFT信号频谱分析、信号互相关、最小二乘法拟合直线求取斜率、计算信号峰值数及峰值方差运算等多种检测声磁标签信号的算法,并详细描述了系统软件算法的设计.经过实验验证,本系统具有抗干扰性能强、检测灵敏度高、检测范围宽、误报率低等特点.     

管道腐蚀检测与识别技术的研究

本文介绍了漏磁法无损检测应用于管道腐蚀缺陷检测基本原理和意义，叙述了管道漏磁在线检测仪的总体设计、结构及各部分的工作过程，分析了硬件设计原理，采用工程数据库技术对检测数据管理，分析干扰因素对漏磁信号的影响，采用滤波和数字平滑方法消除干扰影响的方法，利用径向基函数插值方法对漏磁信号补偿和缺陷轮廓的局部逼近，提出了缺陷外形参数的评价模型和方法，整个缺陷检测及信号处理判别过程具有智能化，实际应用中证明整套方案有效、可行。     

机械故障的级联共振和EMD联合参数辨识方法

针对强噪声背景下机械故障信号难以检测,参数辨识难度高的问题,提出了基于级联随机共振和经验模态分解的联合参数辨识方法。该方法利用EMD分层分解的思想,可以结合标准平均方差(Normalized Mean Squared Error,NMSE)准则筛选出最优IMF分量,最终实现原信号频率特征参数的准确拟合。实验结果表明,文中算法可有效消除随机共振处理后信号的边缘脉冲,进而实现信号频率的准确检测。在信噪比低于-15 dB时,算法的检测性能提升了约一个数量级,在固定检测差错概率为10~(-3)时,算法的信噪比增益可达到8 dB。新算法对于机械故障信号中的频率参数辨识具有检测误差小、适应范围广泛的优势,在保证带来一定信噪比增益的同时,可实现工程器件状态的准确判断,对于提取机械系统的故障特征、识别故障类型以及进一步地排故检修具有重要意义。     

基于最小熵解卷积的轨面缺陷漏磁信号处理

钢轨表面缺陷的漏磁检测会受到巡检速度等因素的影响,导致背景噪声增大,检测灵敏度降低。为了增强缺陷信号特征,提高漏磁信号的信噪比,提出了一种基于最小熵解卷积的漏磁信号处理方法。通过目标函数法,计算得到最优的逆滤波器参数,对采集到的漏磁信号进行滤波处理。为衡量最小熵解卷积算法滤波效果,将处理得到的缺陷信号和背景噪声信号的峰峰值与小波变换法和中值滤波法进行对比。实验结果表明,最小熵解卷积算法对缺陷信号起到了明显的增强作用,且其效果优于小波变换和中值滤波。     

基于多传感器的微弱磁异常信号提取方法研究

针对磁异常探测(magnetic anomaly detection, MAD)问题,许多学者提出了相应的检测方法。检测只能判断目标存在与否,而为了实现目标定位和识别需要获取异常信号本身。通过建立机载磁异常信号提取模型,基于卷积盲源分离(convolution blind source separation, CBSS)理论,提出频域相关提取算法实现异常信号提取。仿真实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于盲源分离的弱信号检测方法研究

本文对基于盲源分离技术的弱信号检测方法进行了研究,构造了弱信号检测模型.采用基于高阶累积量的独立分量分析算法来对弱信号进行检测.为了证明模型和算法的有效性,对弱语音信号进行实验仿真检测.实验表明,盲源分离技术应用在弱信号检测中是可行的,算法能够有效地提高输出信噪比.随着输入信噪比的降低,输出信噪比的改善效果越明显.当输入信噪比不低于-82dB时,该算法能有效地检测到弱信号源.     

一种采用虚拟磁链模型预测的新型PWM算法

针对变流器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM),基于虚拟磁链的模型预测,提出一种新型脉宽调制算法(novel algorithm of pulse-width modulation,NPWM)。建立由正弦调制电压和变流器输出电压构成的虚拟磁链模型,以磁链误差最小为优化目标建立价值函数,采用模型预测获取最优目标电压矢量。基于单一目标预测方法,提出一种多目标预测方案,确保在磁链误差范围一定的前提下降低器件平均开关频率,依据建立的价值函数分析算法流程。仿真和实验比较两种预测算法下NPWM调制和空间矢量脉宽调制的控制效果,验证两种预测方法下NPWM算法的有效性。     

航磁矢量测量的误差分析和补偿算法研究

由机载平台引起的干扰场是航磁测量的主要误差来源之一,为提高地磁矢量的航空测量精度,设计了一种基于分量约 束的矢量航磁补偿算法,建立了包含固定、感应和涡流磁干扰的补偿模型。 通过引入惯性传感器获得的载体姿态信息,将补偿 系数求解问题线性化,并采用最小二乘法进行了参数求解。 仿真结果表明,算法可准确估计补偿系数,并将磁场矢量的均方根 误差减小至 3 nT 以内。 使用直升机航磁测量系统进行了飞行验证试验,补偿后总场的均方根误差从 716. 97 降低至 14. 27 nT, 三分量的均方根误差分别从 422. 86、240. 68、676. 21 nT 降低至 54. 21、52. 34、38. 61 nT,结果表明,该算法可显著提高航磁矢量 的动态测量精度。     

基于变结构ESKF的航姿参考系统噪声处理方法

针对航姿参考系统（AHRS）易受到环境与传感器自身噪声干扰,导致姿态估计精度下降的问题,提出了一种基于变结构误差状态卡尔曼滤波（VS-ESKF）的噪声数据处理方法。首先,通过分析AHRS传感器观测数据与新息序列统计特征,设计了基于加速度范数与遗忘序贯概率比检验（F-SPRT）的方法,分别检测加速度计与陀螺仪的噪声数据。其次,基于噪声检测结果,将平滑变结构滤波(SVSF）策略引入到误差状态卡尔曼滤波（ESKF）,以提高ESKF对噪声模型不确定性的处理能力。然后,结合磁场强度与磁倾角参数特征,利用马氏距离法评估磁干扰并实时调整磁力计补偿权重,获取准确的AHRS修正数据。最后,基于自主搭建独轮机器人平台进行实验验证,结果表明所设计的VS-ESKF算法可以及时、准确地检测AHRS噪声数据,并有效地抑制噪声干扰,相比于ESKF算法,对横滚角、俯仰角和偏航角的估计精度分别提升了31.05%、32.32%和40.07%,提高了姿态估计的准确性和稳定性。     

基于投影分类的语音端点检测方法

针对低信噪比条件下语音端点检测精度受噪声干扰严重的问题,提出了一种基于投影分类的语音端点检测方法。该方法首先利用长时语音信号变化率测度特征进行低信噪比环境中的语音特征计算,充分利用语音信号和非语音信号的不同来增强低信噪比条件下的区分度;接着,采用Fisher准则对语音和背景噪声进行分类识别,确保投影后的特征参数类内散度最小、类间散度最大。实验结果表明,方法具有较高的检测精度,在信噪比为-10 d B的白噪声干扰情况下仍然保持了86.7%以上的正确检测率。     

基于信号预处理的杜芬振子弱信号检测方法

杜芬振子对周期信号极其敏感,对噪声具有较强免疫力,被研究用于强噪声背景下弱周期信号的检测及其各项参数的测量。为进一步提高杜芬振子检测含噪信号的性能,本文提出了先对待测信号预处理再送入杜芬振子的弱信号检测算法,并在理论上进行了证明。该方法先将待测信号分割、叠加、延拓再送入杜芬振子进行检测,仿真表明该方法在将信号分割成多段、叠加、延拓时可获得较大的信噪比增益,其中分割数目为3时,检测信噪比下限降低约为2 dB,分割数目为5时,检测信噪比下限降低约为3 dB。     

Joint signal detection algorithm of cognitive radio in UWB

With the progress of research on cognitive radio in ultra-wideband (UWB) open frequency-band, a joint detection algorithm integrating the energy and bi-spectrum detection is proposed in detail for non-Gaussian signal detection from Gaussian noise. The performance of the algorithm was evaluated by simulation, the result of which indicates that the joint detection not only solves the problem of the signal detection in low signal-to-noise ratio (SNR) but also improves the operational speed and the detection probability. Thus, the joint detection algorithm has definite prospect in practice.     

GIS局部放电包络信号噪声抑制的小波方法

基于超高频包络检波的GIS局部放电检测系统采样得到的超高频局部放电包络信号中含有噪声。笔者分析了检测系统测量过程中可能混入的几种噪声,通过截取没有局部放电的采样信号进行频谱计算,理论与实测分析结果均表明,包络检波后信号中的噪声主要是白噪声。基于小波变换的滤波算法对白噪声有很好的抑制效果,文中在对小波变换原理进行简要分析的基础上,提出了改进阈值的小波滤波算法,仿真及实测信号的滤波结果证实了该改进算法的有效性。     

基于小波变换与BP网络的舰船磁场信号检测

针对水中兵器探测舰船磁场信号时信噪比较低的问题,提出了一种小波变换结合反向传播(backpropagation,BP)神经网络的检测方法.根据舰船磁场信号的时频特征,首先对信号进行小波分解,提取最后一层的低频分量,滤除高频噪声;再采用BP神经网络对低频分量进行学习,提取舰船目标特征信号.将此算法应用于船模实测实验,结果...     

联合 TCT 和 W-SpSF 的气体泄漏定位

为提高基于声学检测压力气体漏源定位方法在强噪声干扰下定位运算收敛速度和定位精度，提出一种基于加权子空间拟合(WSF)准则的宽带测向稀疏表示模型(W-SpSF),将模型与双边相关变换算法(TCT)相结合，通过聚焦运算得到聚焦频率处的协方差矩阵，并作为稀疏恢复的数据，最终实现DOA定位，得到漏源的位置。定位过程中，采用加权子空间拟合降低噪声的敏感程度。分别在仿真和实验室模拟环境中对算法进行测试，经仿真结果表明，在加入强噪声干扰条件下，相比于同类算法的运算速度提升最低50%,定位误差减少20%,在实测环境下，本文搭建了8元声传感器阵列的声源定位系统，针对气瓶模拟泄漏能够实现定位，且漏源定位速度快，证明了算法在实际环境中的可行性。     

基于稳健性设计理论的锰铜分流器优化设计

锰铜分流器作为单相智能电能表的电流采样装置,在工频外磁场干扰下会产生感应电流,影响电能表计量的准确性。提出了一种基于稳健设计理论的锰铜分流器结构优化设计方法,提高锰铜分流器抗磁场干扰能力。首先,理论分析了锰铜分流器在外加工频磁场干扰下产生感应电流的基本原理,并基于Flux软件建立了锰铜分流器感应电流仿真模型;进而,基于正交试验设计对影响感应电流大小的因素进行信噪比分析,确定显著因素作为后续优化目标,采用Taguchi稳健设计方法对锰铜分流器进行优化设计;最后通过蒙特卡洛仿真对优化前后感应电流大小一致性评价,验证了稳健设计方法在提高锰铜分流器抗磁场干扰能力的适用性。