12Bit量化误差对正弦参数拟合影响的误差界

针对12 Bit量化误差对四参数正弦拟合带来的误差影响，分别在有效位数、幅度、频率、初始相位和直流分量五项参数上进行了拟合误差界的搜索。选取的条件变量分别是幅度、序列所含波形的周波数、初始相位、直流分量以及序列数据点数。以两两联动的双条件组合方式进行误差界搜索，获得了上述五项参数的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律，筛分出了显著影响量和不显著影响量，以及明确的误差上界和下界。该结果可用于拟合参数的误差和不确定度估计，也可以在设定拟合误差和不确定度情况下，选择测量条件。     

采样序列长度及周波数对正弦参数拟合的影响

针对波形拟合法估计正弦参数时,测量条件对拟合参数带来的误差影响,进行了拟合误差界的搜索研究。选取的条件变量分别是A/D位数、幅度、序列所含波形的周波数、初始相位、直流分量以及序列数据点数。以两两联动的双条件组合方式进行误差界搜索,获得了幅度、频率、相位、直流分量、动态有效位数等拟合参数的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律,筛分出了显著影响量和不显著影响量。并对A/D位数、序列所含波形的周波数、以及序列数据点数带来的影响进行了深入研究,获得了拟合参数的误差界呈现量子化阶梯特征的显著规律,并获得了量子化阶梯边界点估计的经验公式。该结果可用于拟合正弦参数的误差评价和不确定度估计,也可以用于在设定拟合误差和不确定度情况下,选择测量条件。     

测量条件对A/D动态有效位数评价的影响

针对正弦拟合法评价A/D动态有效位数时测量条件对动态有效位数评价带来的误差影响,进行了拟合误差界的搜索研究.选取的条件变量分别是A/D位数、幅度、序列所含波形的周波数、初始相位、直流分量以及序列数据点数.以两两联动的双条件组合方式进行误差界搜索,获得了动态有效位数评价的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律,筛分出了显著...     

最小二乘拟合正弦参数误差阶梯式分布规律的实验研究

针对波形拟合法估计正弦参数时，测量条件对拟合参数带来的误差，进行了误差界的搜索研究。选取的条件变量分别是A/D位数、序列所含波形的周波数、序列长度。以仿真条件变化方式进行误差界变化规律搜索，获得了幅度、频率、相位、直流偏移、A/D有效位数等拟合参数的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律。并对A/D位数、序列所含波形的周波数、以及序列长度带来的影响进行了深入研究，获得了拟合参数的误差界随序列长度变化呈现量子化阶梯特征的显著规律，给出了量子化阶梯宽度及高度的变化规律。当周波数不变时，各个拟合参数误差随量子化阶梯序号m的变化呈1/m²规律变化；当量子化误差阶梯号m相同时，拟合频率误差和拟合相位误差均随序列周波数N的变化呈1/N²规律变化，而拟合幅度、拟合直流偏移、有效位数三个参数的误差均随序列周波数N的增大呈缓慢线性规律降低。该结果可用于拟合正弦参数的误差评价和不确定度估计，也可用于在设定拟合误差和不确定度情况下，选择测量条件。     

残周期正弦波拟合中信噪比影响的实验研究

针对残周期正弦波采样序列,提出了测量序列信噪比和噪信比的概念和定义,使用已知残周期理论模型迭加正态噪声的方法,针对波形长度、初始相位、信噪比等因素变化对残周期正弦波形参数拟合误差的影响规律进行了实验研究。结果表明,残周期正弦序列波形拟合中,序列噪信比与初始相位之间呈确定规律变化,幅度、频率、相位、直流分量4个参数的拟合误差随序列噪信比而同趋势变化,残周期拟合误差可以通过拟合参数为理论值的仿真试验进行估计,并以一个实际实验证明了该方法在实际应用中的有效性与可行性。     

四参数正弦波组合式拟合算法

提出了一种组合式四参数正弦曲线拟合方法。首先,使用已知频率的三参数正弦拟合算法进行频率搜索,构造出一维搜索迭代正弦拟合算法,获得幅度、频率、相位、直流分量4个参数。然后,以其作为初始值,使用四参数搜索迭代方式,获得最终的正弦拟合结果。该方法可以适用于多周期和残周期序列情况,具有明确的收敛域,可以保证在任何情况下获得总体最优的收敛拟合结果。仿真和实测实验,均验证了所述方法的有效性与可行性。     

非均匀采样正弦波形的最小二乘拟合算法

针对非均勻采样序列提出了一种四参数正弦波形曲线拟合方法。它借助于频率已知的三参数正弦曲线 拟合算法实现,既可以在非均勻采样条件下获得正弦波采样序列的4个参数拟合值,也可用于均勻采样条件下正弦波形采样序列的曲线参数拟合。其特点是将幅度、频率、相位和直流分量4个参数的四维非线性最优化问题转 化成频率参数的一维线性搜索和最优化问题。其优点是无需先验初值估计,具有良好的收敛性、鲁棒性,以及明确的收敛区间。仿真及实验均证明了该方法的有效性和可行性。该方法可用于解决非均勻采样和均勻采样下正弦 波测量序列的参数拟合问题。     

单频激光干涉仪非线性误差修正方法

提出了一种谐波分离的干涉仪信号处理方法,利用傅里叶级数对校准信号进行最小二乘拟合得到修正模型.该方法适合于消除干涉信号中引起非线性误差的各种谐波成分.通过将修正分为初始相位计算和精确相位计算,可以使单频激光干涉仪的非线性误差修正达到最优化.模拟验证结果表明,当噪音信号幅度为基波信号幅度的5%时,残余误差的幅度约为±1 nm;而当噪音为0.5%时,残余误差约为±0.1 nm.     

正切法莫尔条纹信号幅值分割细分的误差分析

本文提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法.分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时,所构造的正切函数相位变化情况.先判断出正切函数相位变化关键点,分别计算其相位改变最大值,以此确定对细分精度影响最大的噪声及误差种类,便于在实际应用中有针对性的对信号进行降噪处理,并计算出细分误差.同时应用MATLAB在理想信号中加入上述噪声及误差,精确仿真非理想信号对细分的影响,绘制出相关图形.     

声压基阵误差单辅助矢量水听器快速校准方法

针对方位依赖的声压基阵误差校正困难问题,提出了声压基阵误差单辅助矢量水听器快速校准方法。利用精确校正的单只矢量水听器,就可以对声源方位及方位依赖的声压基阵幅度相位误差,进行无模糊的联合估计。由于阵元位置误差、互耦及通道的幅度相位误差均可以等效为方位依赖的基阵幅度相位误差,所以可以对多种同时存在的基阵误差进行校正。该方法适用于任意的阵列结构,不存在参数联合估计的局部收敛问题,只需参数的一维搜索,运算量小可实时在线完成。通过计算机仿真实验验证了该方法的有效性。     

Accurate phase extraction algorithm based on Gram–Schmidt orthonormalization and least square ellipse fitting method

An accurate algorithm by combing Gram–Schmidt orthonormalization and least square ellipse fitting technology is proposed, which could be used for phase extraction from two or three interferograms. The DC term of background intensity is suppressed by subtraction operation on three interferograms or by high-pass filter on two interferograms. Performing Gram–Schmidt orthonormalization on pre-processing interferograms, the phase shift error is corrected and a general ellipse form is derived. Then the background intensity error and the corrected error could be compensated by least square ellipse fitting method. Finally, the phase could be extracted rapidly. The algorithm could cope with the two or three interferograms with environmental disturbance, low fringe number or small phase shifts. The accuracy and effectiveness of the proposed algorithm are verified by both of the numerical simulations and experiments.     

周期测量误差对周期信号时域平均处理结果的影响

时域平均处理是从混有噪声的复杂周期信号中提取简谐分量的有效方法之一。本文从时域平均处理的基本原理出发,探讨了时域平均处理中周期测量误差对简谐分量幅值和相位的影响,并给出了时域平均处理后信号各阶简谐分量幅值衰减量和相位变化与周期测量误差、平均次数以及分量阶次之间的关系式。该关系式较复杂不便于工程应用,本文进一步用简单函数线性组合逼近的方法,得出了简化关系式。仿真和工程实例表明,该简化关系式适合工程应用     

捷变正弦信号源波形建立时间的精确测量

针对正弦信号源捷变状态切换后的建立时间、开机后波形建立时间以及过载恢复时间等的精确测量问题,提出了一种基于局域波形四参数拟合的测量分析方法,然后将拟合模型参数拓展到全局,进而获得拟合回归波形与过渡过程波形的回归残差波形。该波形的收敛过程反映了正弦波建立过程中的残差收敛变化过程。以它为目标对象,加上主观设定的建立时间的条件判据,可以获得正弦建立时间的起始和终止两个时刻点,最终获得完整的正弦信号建立时间。在两组不同条件下的状态切换实验结果,验证了该方法的有效性和可行性。该方法也可以推广应用到脉冲调频、脉冲调幅、脉冲调相、捷变频信号的建立时间测量评价中。     

基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究

基于约瑟夫森量子电压标准设计了交流功率差分测量系统。通过分析差分采样系统的误差分布及误差传递函数,提出换向差分测量方法,减小了差分采样系统的增益误差,提高了电压幅值测量准确度;通过分析衰减系数η,证明了采用换向差分测量较容易实现10-7量级电压幅值测量。通过评估差分采样系统零相位,结果证明了差分采样系统具有较好的相位测量稳定性。分析了交流功率差分测量系统的不确定度分量,评估了功率因数为1.0,0.5 L和0.5 C时的功率测量不确定度,通过与国家交流功率基准装置进行实验比对,证明了基于约瑟夫森量子电压交流功率测量系统不确定度评估的合理性。     

有效值法交流共模抑制比测量不确定度评定

为解决影响工业现场的数据采集系统精度的共模干扰问题,以波形分析方式研究了交流共模干扰的表现形式,揭示了其同时含有直流偏移叠加交流波动和本底噪声的典型特征。提出以波形有效值幅度进行干扰强度表征,并进行共模抑制比的定量表述;同时使用有效值叠加模型对系统本底噪声的影响予以剔除,提高了共模抑制比的测量精度。基于该方法与流程讨论了其主要的不确定度来源—信号源误差、数据采集系统增益误差、幅度测量误差、幅度分辨力误差以及测量重复性等。进行了测量不确定度分析和评价,结合实例给出了通道共模抑制比的不确定度评价结果,验证了所述方法的实用性与可行性。     

连续流动注射法测定水中总磷的不确定度评估

本文从标准曲线拟合、磷标准溶液配制、重复性、标准系列溶液配制、示值误差、测量环境条件和操作人员影响等六个方面对连续流动注射法测定水中总磷的不确定度进行分析计算,合成标准不确定度（U）和扩展不确定度（U）。