基于类Lorenz的微弱信号检测及其电路实现

传统的微弱信号检测方法,其输入信号的信噪比难以降低,受到一定限制。而基于混沌理论的微弱信号检测可以改善上述不足,达到极低的输入信噪比,提高检测精度。用一种新的混沌系统来检测微弱信号,根据特定混沌系统对于参数敏感而对噪声免疫的特性,利用双参数控制方法,构造了一种类Lorenz系统的微弱信号检测模型,结合中低频微弱周期信号检测对模型进行了理论分析和数值仿真。根据理论模型设计制作了混沌检测电路,实验结果与理论分析基本吻合,实现了利用电路从噪声背景中检测出微弱的中低频周期信号。     

不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真

针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.     

不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真

针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.     

低频电磁的管道内检测器跟踪定位技术

针对管道内检测器在运行过程中的跟踪定位问题,提出了基于低频电磁的管道内检测器跟踪定位方法,分析了低频磁信号传播特性和发射线圈磁场分布特点,设计了搭载在管道内检测器上的低频磁信号发射机和手持式低频磁信号接收机.采用高磁导率坡莫合金管作为发射线圈磁芯,减少了涡流损耗,采用串联谐振提高了发射效率;设计感应式接收线圈,通过并联谐振提高了信号接收范围和信噪比.结果表明,该跟踪定位系统具有良好的稳定性和可靠性,接收信号具有对称特性.在实际工程应用中,该系统有效定位距离可达8 m,提高了管道内检测器跟踪定位范围.     

直流系统绝缘检测新方法的研究

直流系统接地故障目前有:低频信号注入法及漏电流测量法。低频信号注入法由于系统存在电容,对接地故障检测准确率影响很大;漏电流绝对值检测法存在温漂、零漂及剩磁的影响等,以及小波检测方法存在的不足,为此提出微商跟踪法的直流接地故障检测方法,回避了对地电容及传感器温漂、零漂及剩磁的影响。仿真及应用结果表明:该方法检测快速、计算量小、结果准确,测量快速,能全面反映支路的运行状态,同时也为直流系统接地故障提供了一种新的检测方法     

在线安装高精度直流弱电流传感器的研究

直流系统接地故障检测所使用的传感器按照测量方式分为:测量低频注入的交流信号及测量漏电流的直流电流信号。测量低频注入信号,由于系统存在电容,对接地故障信号的准确率影响很大;测量负载漏电流的直流电流传感器,市场还没有可拆装的在线测量方式的产品。虽然有卡钳式直流电流表,但是在分辨率、精度、量程、在线安装、在线测量等方面满足不了直流系统接地故障检测要求。     

乐音旋律识别研究

乐音中的基音成分是进行乐音分析的重要参数,使用小波分解可以比较清晰地反映基音周期情况,FFT对于周期信号有精确的频域分辨.利用小波在信号低频分解方面的良好性质,提出了小波分解的基音检测方法,并用优化的FFT方法获得基音频率的精确定位.在实际开发的系统中取得了较好的效果.     

频域内插算法的铁路移频键控信号分析及仿真

移频键控信号具有载频和调制频率都不唯一的多频特性,在傅氏变换后有频谱泄露的问题.讨论了产生频谱泄漏的本质原因.采用频域内插算法求出真实频率和其相邻离散频点的插值,利用此插值恢复出信号的真实频率,结合移频键控信号的频域特性,检测其参数特征值.仿真结果表明：文中方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频和低频调制频率,载频误差在0.2Hz以内,低频调制频率误差在0.03Hz以内.     

基于Daubechies小波的基音检测

语音中的基音成分是进行语音分析的重要参数,利用Daubechies小波在语音信号的低频分解方面的良好性质,提出了Daubechies小波分解的基音检测方法.该方法具有抗噪声性能良好、低频近似程度高等特点.     

铁路移频键控信号的高精度检测

移频键控信号的载频和低频调制频率具有多样性和频率值跨度较大等特点,但存在频谱泄露的问题.为了很好的获得较高精度的采样频谱值,利用欠采样技术对移频键控信号采样,频率分辨率相同的情况下,大大缩小了采样点数N,减小了快速傅里叶变换的运行时间,提高了信号处理的实时性.通过加汉宁窗,能够使旁瓣互相抵消,消除一定的高频干扰和漏能,在加汉宁窗的基础上进行校正还原,得到高精度的轨道移频信号参数.仿真结果表明:此方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频、低频和幅值,载频误差在0.02Hz之内,低频误差在0.003Hz之内,幅值误差在0.1%之内.在欠采样的基础上,采用窗函数频谱校正方法能够较高精度地检测出轨道移频信号.     

一种用于低频微弱信号采集的通用放大器设计

采用CSMC 0.5μm 2P3M工艺设计用于低频微弱信号采集的通用前置放大器. 放大器采用全差分的交流耦合-电容反馈结构, 提高输入阻抗. 采用PMOS伪电阻技术, 高通截止点可随栅极偏压调节, 适用于采集不同频率范围的低频信号. 测试放大器增益为45.2dB, 高通截止点在1Hz～10kHz范围内调节, 放大器的低通截止点为7kHz. 100~7000 Hz范围内放大器的等效输入噪声电压为17.8μV.     

基于压电效应的低频无线通信机械天线

传统电天线的尺寸与其发射电磁波的波长相近。 低频电磁波(30 ~ 300 kHz)的波长达数公里,低频电天线存在尺寸过大、隐蔽性差、功耗大等问题。 为解决电天线尺寸和功耗大的问题,同时提高低频无线通信应用的灵活性,提出了一种基于压电效应的机械天线,机械天线是利用机械运动的电荷直接激励产生电磁波。 研究了压电机械天线工作的物理机理; 通过阻抗-频率曲线研究压电机械天线的阻抗特性; 利用无线通信系统对比了不同边长压电机械天线的低频辐射性能; 同时验证了压电机械天线辐射的磁场随无线通信系统接收端与压电机械天线距离的变化规律。 结果表明,压电机械天线在便携式、低成本和高性能低频无线通信应用中具有巨大潜力。     

具备参数检测及显示功能的低频功率放大器的设计

本设计的低频功率放大器基于甲乙类互补对称功率放大电路原理,采用集成运放NE5532构成三级前置放大电路有效放大弱信号．末级功放管采用大功率MOS晶体管IRF9640和IRF640对管,构成推挽式输出电路,有效减少非线性失真．采用集成滤波器MAX261消除工频信号干扰,放大器输出功率、直流电源的供给功率和整机效率等参数的检测及显示由单片机AT89C51控制实现,另外还针对本系统制做了自带的直流电源,可保证对负载的功率输出．     

基于随机共振原理的低频弱信号检测方法研究

介绍了双稳系统,讨论了产生随机共振的条件以及输出频谱的特性。针对原双稳系统不能检测中低频率信号的问题,利用参数变换原理,推导出了一种新的模型,阐述与分析了该模型的参数变化对输出混合信号的影响。模型相对于经典双稳系统模型降低了对输入的要求。     

基于提升小波的心电信号P、T波检测快速算法

为解决心电信号中P、T波信号复杂、微弱、识别难度大及识别算法执行效率低且易失效的问题,在分析提升小波算法原理的基础上,利用提升小波对信号进行时-频域分析执行速度快的特性,提出了将提升小波变换与差分运算相结合,构造利用提升小波对心电信号去噪,在重构相应层次的低频信号中利用差分法对P、T波进行识别的复合算法,并提出了一种适应心电信号个体差异和异常心电信号变化的跟随阈值函数。结果表明,提出算法比传统小波识别方法准确率高,且算法执行的速度至少提高一倍,更适合于硬件实现。     

低频周向振动钻床主轴系统等刚度动态力学模型建立研究

分析了低频周向振动钻削切削力,基于控制原理的思想建立了低频周向振动钻床主轴系统等刚度动态力学模型,提出低频周向振动钻削时激振器输出振幅与钻头振幅之间的关系,为周向振动钻削系统设计和振动参数选择提供理论支持。     

小波比值算法研究与应用实例

在应用反射波法对异常体进行探测过程中,反射信号通常表现为高频但其能量十分微弱。本文提出的小波比值算法,其基本原理是计算信号中的高频能量（一层或多层）与总能量之比,分析其变化规律可以有效地从低频高噪声背景中识别反射信号。最后通过应用实例进一步验证这一方法的先进性和实用性。     

DPH-Ⅰ智能教学动平衡机的研制

旋转机械的动平衡是机械设计课程中的重要内容,从课程要求出发,研制开发出了针对教学与实际应用的智能动平衡实验系统.该系统改变了传统的实验方法,采用虚拟仪器技术,科学的弱小信号提取方法,方便快捷的USB硬件接口技术,使系统智能化、小型化.     

随机共振应用于大频率周期性弱信号检测

研究了利用随机共振检测强噪声背景下的大频率周期性弱信号.利用时序步进采样将大频率待测周期性弱信号的频率降低,再利用非线性双稳态系统的随机共振强烈压制伴随大频率信号的噪声,同时信号由于其稳定的周期振荡行为从噪声背景下凸现出来.研究结果表明该技术在检测强噪声背景下的大频率周期性弱信号方面具有明显的优势,且能够大幅度地提高利用随机共振检测弱信号的频率.     

基于ARMA模型滤波的微弱信号辨识

双线性时频分布能更全面地表征复杂背景下瞬态机械故障信号特征,但双线性时频变换固有的交叉项干扰严重影响了算法的时频分辨率。探讨了双线性时频分析技术在微弱瞬态信号辨识中的应用,提出采用ARMA模型滤波的方法来抑制双线性Wigner-Ville时频变换的交叉项干扰,并给出算法推导。结合实验数据,对比平滑伪Wigner-Ville算法的信号辨识结果,表明基于ARMA模型预滤波的双线性时频分析能更好的抑制交叉项干扰,具备更高的时频分辨能力和瞬态微弱信号辨识能力。