轨道电路移频信号参数高精度快速检测算法的研究北大核心

现代铁路运行中,及时了解轨道电路移频信号的状态将直接影响到列车的行车安全;为了高精度、准确快速的检测轨道电路移频信号参数,通过分析轨道电路移频信号的频谱特点,对基于FFT的汉宁窗频谱校正算法在移频信号参数检测中的应用进行了研究,利用MATLAB对其进行仿真,结果表明在该算法下各参数检测值均满足误差指标要求,同时将采样时间缩短到1s以内,提高了检测的快速性,该算法为实时移频信号参数测试仪的设计提供了理论依据。     

基于ZOOM-FFT的移频信号参数算法研究

为了准确检测轨道电路移频信号的参数,在分析国内外轨道电路移频信号频谱特点的基础上,提出了针对两种不同信号分别采用整周期和欠采样的采样方法,在以上采样的基础上,介绍了ZOOM-FFT算法的原理和实现步骤,并采用ZOOM-FFT对信号载频附近的频段进行频谱细化放大,提取实验数据。仿真结果表明上述方法是可行的,可以准确检测轨道电路移频信号的参数,有效提高了信号的频率分辨率,满足了技术指标的要求。     

基于MPI的卷积计算并行实现

随着铁路列车速度不断提高,轨道电路信号面临的干扰也越来越复杂,如何更加准确的检测出轨道电路信号参数成为了越来越重要的课题;由于轨道电路移频信号采用频率参数传递控制信息,因此通过提高信号频谱分辨率的思路来提高信号的可靠性,结合基于复调制的细化快速傅立叶变换(zoom fast fourier transform,ZFFT)算法在信号频谱局部细化领域的优势,考虑轨道电路信号在频域范围内的分布特性,针对轨道电路信号(FSK信号)的可靠检测提出了基于复调制的ZFFT算法,该算法通过将信号频谱中感兴趣的局部频段进行精细化处理,来提高频谱的分辨率;并通过仿真进行验证,仿真结果表明此方法检测到的移频信号低频满足误差标准,提高了轨道电路信号检测的可靠度。     

国内18信息移频信号检测频谱校正算法的研究

针对铁路行车安全对轨道电路移频信号检测精度的要求及测试仪表对实时性的要求,分别研究了以快速傅里叶变换(FFT)与线性调频Z变换(CZT)算法为基础的频谱校正方法;采用频谱校正方法,将FFT和CZT变换中存在的频谱泄漏还原为接近无泄漏状态,实现信号参数的准确获取;再从算法原理、误差和运算复杂度等3个方面进行对比性分析,结果表明:对于国内18信息移频信号,在中心频率、低频和频偏的标准值处,使用两种算法得到的各参数计算值的绝对误差分别满足0.2Hz、0.02Hz和0.2Hz;各参数标准值发生一定偏差时,FFT的频谱校正算法的参数检测效果优于CZT的;FFT的复数乘法运算量较小。     

基于DSP的移频信号测试仪的设计

为了能快速、准确检测出移频轨道电路信号的参数,设计了基于TMS320VC5402数字信号处理器的轨道移频信号测试仪,有效地提高了数据处理能力和处理速度.采用欠采样技术和快速傅立叶变换（FFT）解调算法,通过汉宁窗离散频谱校正技术,使仪器测量的频率分辨率有很大提高,保证了测量的精准度.通过试验验证,达到了预定的设计目标.     

轨道电路移频信号参数检测算法研究

轨道电路移频信号是用来控制列车的行驶状态,对其参数的检测需要达到较高的频率分辨率,根据采样定理知识可知,检测需要较长的采样时间,而这不能满足测试仪表的实时性要求.为了解决在较短的采样时间内达到较高的频率分辨率问题,分析了国产18信息和ZPW-2000型两种制式移频轨道电路的移频信号的频谱特点,提出了采用CZT线性调频Z变换和时域测量相结合的方法检测移频信号的参数.在MATLAB环境下编写CZT算法进行仿真,仿真结果表明,能有效提高频率分辨率,满足技术指标要求的同时缩短了采样时间.在移频信号参数测试仪的设计中有着很大的实际应用前景.     

FSK信号检测方法的研究

为了在线检测移频轨道电路信号参数,提出对FSK信号采用欠采样的FFT算法,利用变换后FSK信号的幅频关系,求出原始信号的载频和低频信息。由于采样和加窗截短导致频谱泄漏,无法准确求解出信号的频偏和幅值,同时辅助以Hilbert变换求出FSK信号的幅值和频偏。利用MATLAB的数据分析能力,分析了该方法所达到的频率分辨率和精度。仿真结果证明,此方法准确可靠,并且易于实现,优于目前铁路中所用的检测方法,可以很好地运用到工程实践中去。     

基于频谱特征提取的轨道移频信号检测的兼容性设计与实现

提出了一种基于频谱特征提取的轨道移频信号检测的兼容性算法,并在单芯片的微控制器STM32F405RGT6上利用该算法实现了对国产18信息移频信号和ZPW-2000移频信号的兼容性检测。通过综合分析两类移频信号的时频域特征,将过采样、ZFFT频谱细化、频率校正及频谱特征提取结合起来,通过两类不同的数字滤波器适应不同的算法设计需要,通过频谱特征提取实现不同频谱状态下的频率计算方式,有效地提高了频率的检测精度,拓展了调制频率的测量范围。实验结果证明,对国产18信息移频信号和ZPW-2000移频信号的中心频率、上下边频的检测误差不超过±0.1Hz,调制频率的检测误差小于±0.01Hz,在采样数据小于1S情况下,调制频率的测量范围可达到6~30Hz。     

基于TMS320F2812的移频轨道电路测试仪设计

为了在线检测移频轨道电路信号参数,确保列车行车安全,设计了基于TMS320F2812专用数字信号处理器的移频轨道电路测试仪;该设计充分利用TMS320F2812数据处理速度快、内部集成资源丰富的特点,结构简洁,性能可靠,有效地提高了数据处理能力和处理速度;采用欠采样技术和快速傅立叶变换(FFT)解调算法,使仪器测量的频率分辨率有很大提高,保证了测量的精准度;并从硬件电路和软件设计上采取措施,提高了移频轨道电路测试仪的抗干扰性;设计通过试验,达到了预定的设计研究目标。     

基于DSP的移频信号高分辨率检测方法

为保障机车运行安全,而对指挥行车的信号快速、准确的测试是重要手段之一,所以对铁路轨道移频信号FSK的频谱进行了分析;为避免移频信号在频域分析中产生混叠,从采样信号中恢复原信号,根据带通信号的窄带特性,采用欠采样技术进行采样和快速傅里叶变换对移频信号进行处理,以提高频率分辨率;针对移频信号的频谱特点,提出了利用DSP的移频信号高分辨率的检测方法,给出了检测系统的结构框图,同时分析了系统的实时性;该检测系统具有体积小、接口丰富、精度高等优点,为设计快速、准确的移频检测系统提供了依据.     

地铁移频信号检测系统的设计

分析了移频信号的频谱特点，利用DSP器件，设计了一种FSK地铁信号的检测系统，并给出系统的构成框图和软件流程图，最后进行仿真分析。     

An iterative learning approach to compensation for the servo track writing error in high track density disk drives

The servo tracks of hard disk drives are written at the time of manufacture with the equipment of servo track writer. The disk vibrations or head fluctuations during servo track writing process give rise to servo track writing error. The servo track writing error may cause some critical errors during data writing operation. In this paper, we propose a new correction algorithm for the servo track writing error based on the iterative learning control technique. The estimate of the servo track writing error is constructed from the position error signal and updated iteratively at each disk rotation. Then, the estimate of servo track writing error is used to correct the position error signal in a feed-forward manner. Our correction algorithm is robust to system model uncertainties, computationally quite simple, and has fast convergence rate. Furthermore, we give a rigorous analysis for the convergence of our correction algorithm. In order to demonstrate the practical use of our work, we present some experimental results using a commercially available hard disk drive.     

铁路区间测试评估平台移频信号数据采集技术及其实现

文章主要讨论平台系统中运用的数据采集技术，提出了一种将Windows9x环境下的双缓冲和多线程技术应用于铁路区间移频自动闭塞信号采集，从而提高采集速度、保证采样精度的方法及其实现，为进一步的数据处理和频谱分析打下了良好的基础。文中还简述了Advantech多功能DAC卡的工作原理和基本应用过程，最后给出了用软件实现移频自动闭塞信号采集的实例。     

基于UW帧结构水声通信系统及其性能分析

设计了一种基于UW(Unique Word)帧结构的单载波频域均衡(SC-FDE)水声通信系统框架,论述了系统的基本原理。为解决帧同步过程中出现由水声多径引起的相关峰峰值分裂现象,提出一种基于UW序列的相关同步算法,使系统的同步精度显著提高。同时给出了基于UW序列的多普勒频移的估计和校正、信道估计和频域均衡算法。最后对系统的性能进行了分析。结果表明:采用相关同步算法的基于UW帧结构的单载波频域均衡水声通信系统能够显著提高在较复杂的信道条件下的帧同步精度,对水声信道中严重的多普勒频移和多径信道进行有效的估计,并能够对时变信道进行跟踪,在高信噪比下系统有较低的误码率,对水声通信有良好的应用价值。     

基于改进谱平滑策略的IMCRA算法及其语音增强

噪声谱估计算法在单通道语音增强方法中起着重要作用,为了改善噪声谱估计算法对噪声的估计和更新能力,结合最小统计（MS）算法,对改进的基于控制的递归平均（IMCRA）噪声谱估计算法的递归平均参数进行改进,并用一阶递归的方式对平滑功率谱的最小值进行改进。采用谱减法对含噪语音信号作去噪处理,从客观和主观两方面对不同算法的性能进行评价,对比分析不同噪声不同信噪比下增强前后语音的分段信噪比（segSNR）、PESQ得分、MOS得分。实验结果表明,提出的方法能够更好地跟踪噪声信号变化,改善语音质量。     

正弦波形畸变校正研究

为了提高正弦信号测量精度,从检测设备的输入电压信号、谐波、温度漂移、信号处理系统及信号重构等方面分析了电信号产生畸变的原因,提出了一种数字校正算法.根据系统信号的产生及处理过程,基于信号重构原理,确定了正弦信号畸变校正方法及其算法程序流程.根据由先验知识及理论模型修正算法,建立补偿模型用单点同步补偿算法,利用Lab Win-dows/CVI软件平台对该箅法进行了信号仿真,仿真结果表明,能有效校正正弦信号中的畸变,为提高正弦信号系统的测量精度奠定了基础.     

基于C8051F310的光伏并网模拟装置设计

光伏并网发电模拟装置硬件和软件的设计,主电路采用半桥式逆变电路,逆变后的输出经滤波器、变压器至负载;C8051F310微控制器为系统核心,利用软件模拟的SPWM信号,经IR2110后驱动功率场效应管IRFP460;系统采用反馈控制,通过C8051F310中算法,实现对给定参考信号的相位、幅值、频率跟踪,保证输出与给定信号同步,并且具备最大功率点跟踪（MPPT）功能。