自适应零相位数字滤波器用于谱图信号平滑

提出了一种自适应零相位IIR数字低通滤波器的实现方法，适用于谱图信号的平滑处理。它根据信号的统计特性自动调整滤波器的截止频率，采用倒序方法实现零相位特性，能在较小的信号失真下提高信号的信噪比。对照试验表明，在谱图信号平滑处理中，该滤波器优于常用的移动平均数字滤波器。     

基于改进经验小波变换的行星齿轮箱故障诊断

行星齿轮箱振动信号具有复杂多分量和调幅-调频的特点。幅值解调和频率解调方法能够避免传统Fourier频谱中的复杂边带分析,有效识别故障特征频率。经验小波变换通过对信号Fourier频谱的分割构造一组正交滤波器组,能提取具有紧支撑Fourier频谱的单分量成分,再对单分量成分运用Hilbert变换即可实现信号的解调分析。经验小波变换能够有效分离出调幅-调频成分,不存在模态混叠现象,具有完备的理论基础,自适应性好、算法简单、计算速度快。将改进的经验小波变换应用于行星齿轮箱振动信号的解调分析;提出了一种单分量个数的估算方法,解决了经验小波变换中的Fourier频谱划分问题;给出了对故障敏感的信号分量的选取方法,提高了分析的针对性。将改进方法应用于行星齿轮箱振动仿真信号和实验信号分析,验证了该方法的有效性。     

一种Hilbert变换法在非线性系统分析中的应用

Hilbert变换是信号处理领域常用工具之一,将Hilbert变换法改进并应用到信号分解和非线性系统振动分析中。振动信号的多谐波性,使得Hilbert变换法提取信号的瞬时频率和瞬时相角可以通过滤波的方法分离成快变和慢变两部分,从而提取系统的振动分量;通过迭代计算,依次获得振动信号中所有谐波分量;将非线性振动方程用瞬态幅值相关的瞬态参数表示,从而求解系统的频响关系曲线方程。通过相应的数值模拟计算,验证了改进的Hilbert变换法在非线性振动分析的有 效性。     

基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断

针对变转速下齿轮箱中滚动轴承故障调制特征的提取与分离,提出了基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断方法。该方法先用线调频小波路径追踪(CPP)算法从齿轮箱滚动轴承故障振动信号中估计出齿轮啮合频率,由啮合频率除以齿数得到齿轮箱的转速,同时,采用Hilbert包络解调方法获取轴承故障振动信号的包络信号;然后根据获取的转速信息设计各阶时变零相位滤波器;再采用各时变零相位滤波器对包络信号进行分析,获取各调制信号;最后,利用转速信号对求取的各调制信号进行阶次分析,并根据各阶次谱来诊断滚动轴承故障。算法仿真和应用实例分析表明,该方法可有效提取和分离变速齿轮箱中滚动轴承的各阶故障调制特征。     

心电测试仪的信号带宽设计研究

介绍了心电测试仪的工作原理和功能框图,指出心电信号的采集放大、高低通滤波和50Hz带阻滤波器设计是系统设计的重点,着重分析研究了心电测试仪中有源低通滤波器、有源高通滤波器和有源带阻滤波器的频率响应特性,并给出了心电测试仪的频响图.     

多基地声呐回波信号接收技术研究

多基地声呐系统的多个发射基阵采用不同载频探测信号同时发射,在接收基阵端则会产生多种不同载频的混合叠加回波信号,对目标回波信号特征提取前需要对对应探测信号的各回波分量进行分离,采用带通和低通滤波器组能达到分离的目的,但是运算量大,难以实时实现,为此提出采用多相滤波器组信道化接收技术,设计出系统回波信号的接收处理方法,与低通滤波器组实现方法相比,计算量降低,最后介绍了回波信号的相关处理和频域离散小波变换特征提取技术,并通过仿真对原始回波信号和接收处理后的回波信号进行了特征提取对比,验证了多相滤波器组信道化技术在多基地声呐系统中的可行性。     

高速雕刻头的零相位误差跟踪控制研究

针对凹版印刷电子雕刻制版设备中关键零部件的控制问题,对工作频率为8 000 Hz的雕刻头进行了零相位误差跟踪控制研究。基于DSP和FPGA,开发了伺服刷新周期为1μs的实时运动控制平台,建立了双质量-弹簧系统动力学模型,采用扫频方法获得了系统幅频和相频响应特性;基于子空间方法,建立了精确数学模型,并基于系统数学模型,提出了采用低通滤波器限制控制器输出的零相位误差跟踪控制;通过仿真确定了低通滤波器带宽。研究结果表明:该控制器改善了系统的阶跃响应动态特性,提升了系统响应速度,系统上升时间减少了25μs;并抑制了谐振振动,验证了该控制算法的有效性和工程可实现性。     

基于奇异值分解的铣削力信号处理与铣床状态信息分离

利用连续截断信号构造矩阵,通过奇异值分解可以将信号表示为一系列分量信号的简单线性叠加,证明了各分量之间是两两正交的,且具有零相位偏移特性.根据分量信号的信息量可以确定合理的矩阵结构.对铣削力信号的处理实例表明,奇异值分解方法分离出机床主轴旋转基频近乎完整的时域波形,分辨出两个频率很接近的信号分量,发现信号中隐藏的调幅现象,证实机床的爬行并确定爬行频率.最后与小波变换的结果进行比较,表明这一方法对铣削力信号的分离效果优于小波变换.     

基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别

针对经验模态分解存在模态混叠现象,提出基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别方法。该方法利用傅里叶变换得到结构加速度响应频响函数,粗略估计固有频率范围,通过半功率带宽法设计理想带通滤波器,定量化确定通带带宽,使信号在经过滤波器后频域内零相移,同时不改变其幅值谱。结构响应通过指定频带的理想带通滤波器产生若干窄带信号,利用经验模态分解获取结构模态响应,经Hilbert变换构造模态响应解析信号,并通过线性最小二乘拟合提取结构模态参数与物理参数。结果表明:半功率带宽法可实现带通滤波器频带的定量化设计,理想带通滤波器的零相移特点较好契合Hilbert-Huang变换用于系统识别的要求,两者结合可有效地解决模态混叠现象,减少虚假模态,大大提高结构系统识别精度。     

基于自回归滑动平均最小熵反褶积的滚动轴承故障诊断

滚动轴承的时域故障信号含有工作部件或轴承元件间微弱碰撞产生非周期性冲击以及工况噪声成分,造成信号中表征故障信息的周期冲击成分难以提取,无法准确有效的对滚动轴承进行故障诊断。针对这一问题,提出自回归滑动平均最小熵反褶积方法。通过自回归滑动平均模型和最小熵反褶积计算得出正逆两组滤波器系数,其中自回归滑动平均模型计算出的滤波器系数用于分离故障信号中的非周期冲击成分,最小熵反褶积计算出的逆滤波器系数用于恢复故障冲击成分。通过仿真和实验的处理结果证明了方法的有效性。     

管式过滤器的新型滤袋骨架

为提高管式过滤器的效率,设计了两种新型的滤袋骨架,一种是方管骨架,另一种是笼形骨架,并与现有圆管滤袋骨架进行了流量对比试验,试验结果表明,这两种新的滤袋骨架可有效提高过滤效率,达到了设计目的。     

两种空气过滤器的性能比较及改进措施

本文对两种空压机机前过滤器进行了简要介绍,并分别从过滤效果、使用寿命、吸风口、大气环境和滤料等方面的特性进行了比较分析,最后对自洁式过滤器使用中出现的问题提出了维护办法.     

基于XJL-150型过滤机的过滤装置改进

橡胶压型之前需要过滤以保证良好的致密性和纯洁性,但滤网需要经常更换。介绍了一种基于XJL-150型过滤机的低成本、可快速更换滤网的过滤装置解决方案,提高了生产效率,降低了成本。     

商标图像平滑滤波算法研究与应用

为了更加准确的完成商标图像的自动检索,在预处理过程中,针对商标图像中存在的噪声,研究了图像平滑滤波算法,分别利用均值滤波、中值滤波和改进的中值滤波方法对商标图像进行了滤波去噪处理.实验结果表明,改进的中值滤波算法在实现去除噪声的同时,既克服了均值滤波处理后图像边缘模糊和图像色变的缺点,也克服了中值滤波法处理后图像形变的不足.     

高品质抗混叠滤波器的设计

本文介绍了在采样系统中如何设计高品质抗混叠滤波器。首先介绍了如何用分离元件来设计典型滤波器如贝塞尔滤波器．巴特沃斯滤波器．切比雪夫滤波器等的方法。然后讨论了采用集成电路芯片来设计抗混叠滤波器的方法。     

一种可调低通有源滤波器的设计

给出了一种用单片机控制、通带边界频率可调、适用于较高频率的有源滤波器的设计方法。以一个通带边界频率调整范围为190k～505kHz，调整步长为15kHz。滤波器的阻带衰减大于50dB的滤波器设计为例进行了说明。实测结果表明，该设计方案具有较低的元件参数灵敏度。     

The filtering method to calculate the transmission characteristics of the low-pass filters using actual measurement data

The Gaussian filter and spline filter are low-pass filters used in surface roughness estimation methods, and their transmission characteristics are well known. However, the transmission characteristics of the Gaussian filter and spline filter used at actual sites may not be in agreement with their theoretical characteristics. Generally, the spline filter is used with an open profile. Although the transmission characteristics of the periodic spline filter are well known, these transmission characteristics are not those of a nonperiodic spline filter used with an open profile. In the case of a Gaussian filter, the filter width of the theoretical transmission characteristics is ∞. However, a Gaussian filter of filter width λ_c is used at actual sites. This fact is a major problem. To solve this problem, it is necessary that the transmission characteristics of a low-pass filter are obtained from actual measurement data and the filter output. However, it is not possible to calculate the transmission characteristics from actual measurement data owing to the end effect and the discontinuity at each end of the data, etc. In this paper, we propose a new method for exactly calculating the transmission characteristics of a low-pass filter. This method involves the process in which the open profile is considered as a closed profile by repeating it periodically. The transmission characteristics of a nonperiodic spline filter and a Gaussian filter (filter width λ_c) used at actual sites were confirmed by the proposed method. The transmission characteristics of the Gaussian filter of filter width λ_c were almost the same as the theoretical characteristics. However, the transmission characteristics of the nonperiodic spline filter were considerably different from those of a periodic spline filter with well-known characteristics. Moreover, the transmission characteristics of the nonperiodic spline filter were found not to be unique.     

任意阶无漂移全极点有源低通滤波器的原理与实现

本文提出了一种有源低通滤波器的无漂移基本节电路，并将它推广到任意阶无漂移全极点有源低通滤波器的实现，给出了一般的电路结构，系统的设计方法和工程实验结果。这种滤波器具有良好的低漂移，低元件灵敏度特性，具有实际的工程应用价值。     

Performance analysis of improved iterated cubature Kalman filter and its application to GNSS/INS

In order to improve the accuracy and robustness of GNSS/INS navigation system, an improved iterated cubature Kalman filter (IICKF) is proposed by considering the state-dependent noise and system uncertainty. First, a simplified framework of iterated Gaussian filter is derived by using damped Newton–Raphson algorithm and online noise estimator. Then the effect of state-dependent noise coming from iterated update is analyzed theoretically, and an augmented form of CKF algorithm is applied to improve the estimation accuracy. The performance of IICKF is verified by field test and numerical simulation, and results reveal that, compared with non-iterated filter, iterated filter is less sensitive to the system uncertainty, and IICKF improves the accuracy of yaw, roll and pitch by 48.9%, 73.1% and 83.3%, respectively, compared with traditional iterated KF.     

减小表面粗糙度测量高斯滤波幅度偏差

提出了一种减小表面粗糙度测量用的高斯滤波器幅度传输特性偏差的新方法。根据中心极限定理,可以构造出不同的高斯逼近滤波器。用多级一阶巴特沃思滤波器和多级移动平均滤波器分别去逼近高斯滤波器时,两者的幅度偏差方向相反、极值位置相近,所以这两种方法的线性组合可以大大减小偏差。用这两种不同逼近滤波器的并联方法构成的一个简单的线性组合滤波器,去逼近高斯滤波器的幅度传输特性,其幅度传输特性的最大偏差只有0．11％。这种新的逼近方法,算法简单、精度高,实现了表面测量高斯滤波处理的高精度和高效率的高度统一。