基于EMD和Prony算法的旋转机械瞬时频率估计方法

提出一种基于经验模态分解（EMD）和Prony算法的旋转机械瞬时频率估计方法,先采用EMD滤波去除振动信号中的噪声,然后采用Prony算法估计瞬时频率,只需五点振动数据得到转轴的瞬时频率估计值.仿真结果表明,该方法具有较好的估计精度,适合于旋转机械的故障诊断系统.     

基于快速傅里叶变换的正弦信号频率高精度估计算法

为了进一步提高加性高斯白噪声背景中正弦信号的频率估计精度,提出了一种新的基于插值快速傅里叶变换(FFT)的正弦信号频率估计算法.首先,对N点正弦采样序列进行等长度时域补零延长,再进行 2N 点FFT; 然后, 搜索幅度最大离散谱线位置得到频率粗估计值; 最后, 采用幅度最大谱线以及原信号的离散时间傅里叶变换(DTFT)在幅度最大谱线左右两侧的两点抽样值进行精估计.仿真结果表明,当信号实际频率位于FFT两条离散谱线之间任意位置时,所提算法的频率估计均方根误差均接近克拉美罗下限,具有较好的一致性,估计精度高于Candan算法、Fang算法、三谱线合理结合(RCTSL)算法和Aboutanios算法, 且信噪比阈值较低,估计性能优于现有频率估计算法.     

基于自适应陷波滤波器的频率和幅值估计

估计正弦信号的频率和幅值以实现准确信号跟随具有广泛的应用. 本文采用三维自适应陷波滤波器分析正弦信号, 提出了非归一化和归一化两种频率估计方法, 两种算法都具有圆形周期轨道, 能够获得信号的频率和幅值的准确估计以及正弦跟踪. 用Lyapunov定理和平均方法证明积分流形的存在性和一致渐近稳定性. 归一化算法改进了非归一化的收敛速度受制于信号幅值的缺点. 分析了估计器的带宽参数和频率自适应增益参数对频率跟踪暂态速度和稳态精度以及噪声特性的影响. 通过仿真证实了算法的有效性.     

基于MDL准则的MUSIC信号频率估计算法

在正弦信号频率估计方法中,高分辨率谱估计的MUSIC算法利用信号子空间和噪声子空间的正交性进行信号频率的估计,可以得到很高的测频精度.但是信号源数的选择将会影响此方法的有效性.本文研究了基于最小描述长度(MDL)准则的MUSIC算法,信号子空间和噪声子空间的估计以及信号源数的确定同时进行,解决了MUSIC算法中信号源数对估计结果的影响.仿真结果表明利用该方法可准确地估计多个正弦信号的频率值.     

分段自相关频率估计算法研究

针对两步自相关频率估计算法（TSA算法）的估计性能和计算量不能兼顾的缺点, 提出了基于正弦信号LP性质的分段自相关频率估计新算法。该算法首先将观测信号二等分, 得到与源信号频率相同、相位不同且噪声互不相关的观测信号, 然后利用正弦信号的LP性质, 结合自相关函数建立参数估计方程, 得到高精度频率估计算法, 最后通过多次蒙特卡洛仿真对算法的有效性进行了验证。仿真结果表明, 分段自相关算法整体优于TSA算法, 有较强的实用性。     

一种新的复正弦信号二维频率估计算法

如何从遥感图像中实时而有效的估计出二维频率一直是一个难题,提出了一种二维复正弦信号的相似最大似然频率估计迭代算法.通过建立最大似然二维频率估计信号模型,并且结合最大似然估计价值函数,给出了两种新的频率估计价值函数;针对所提及的算法进行了均值和方差分析,分析结果显示该算法是近似无偏估计的,并且满足Cramer-Rao边界条件;最后对所提出的算法进行了仿真,并给出了其在干涉合成孔径雷达(INSAR)去平地相位中的应用.结果表明:算法具有较高的频率估计精度和较小的计算量.     

滑动频率估计算法在微波测量液位中的应用

在微波测量液位的系统中,正弦信号的频率估计是实现液位测量的关键.比较并分析了离散FFT变换的两种正弦信号频率估计方法:Rife比值法和三角形法,提出了一种滑动频率估计方法,通过实时确定比例因子,得到了滑动频谱校正算法.实验结果表明,该方法频率估计精度较高,估计性能优于单一的Rife法、三角形法,适合于低信噪比条件下的实...     

微弱正弦信号参数估计算法研究

该文提出了一种强噪声背景下微弱正弦信号频率、幅值与相位三个参数的估计算法.根据离散小波变换,对强噪声背景下采样序列进行预处理,构造N+2个新的序列.对该序列实施离散傅里叶变换,结合序列的构造方式得到了正弦信号频率,相位和幅值的估计算法.仿真实验表明,在不同类型的噪声背景下,该算法具有较高的估计精度与较强的鲁棒性.     

基于DPT的非线性调频信号的DOA估计

提出了一种基于DPT的宽带非线性调频信号的DOA估计算法.首先将非线性调频(NLFM)信号建模为高阶多项式相位信号(PPS)模型,然后通过高阶瞬时矩进行多项式相位变换.接收信号将变换为单个正弦信号和新的噪声.再利用ROOT-MUSIC或者ESPRIT算法对变换得到的正弦信号的波达方向进行估计.理论分析和仿真结果表明,该...     

频率估计的多段正弦信号快速频谱融合算法

多段正弦信号频谱融合法（简称“原融合算法”）是提高低信噪比条件下正弦信号频率估计精度的一条有效途径,具有重要研究意义和应用价值。为满足雷达、声纳、电子对抗等实时性要求较高的频率估计应用需求,提出多段正弦信号快速频谱融合算法。该方法通过设计离散时间傅里叶变换（Discrete Time Fourier Transform,DTFT）快速算法、降维处理加权融合频谱矩阵和1/3主瓣相关性分析处理等措施来降低算法计算量,提高实时性。重点对上述三项措施的原理进行了阐述与分析。计算量对比和仿真实验表明,多段正弦信号快速频谱融合算法在精度损失极小的前提下,能够大幅降低计算量;在信噪比极低的情况下[(SNR-13 dB)],其性能略优于原融合算法。     

正弦信号幅值和初相位估计的问题研究

在已知频率的情况下,提出了利用互相关函数估计正弦信号幅值与初相位算法,解决了使用自相关函数法估计幅值丢失相位信息问题.并利用叠加法在不损失源信号能量的情况下,提高了观测信号信噪比,从而提高了正弦信号估计精度.仿真实验结果表明,基于叠加的互相关函数法可在较低信噪比情况下以较高精度估计正弦信号的幅值和初相位.     

归一化频率自适应梳状滤波器的稳定性分析

采用多个归一化频率估计器并联形成梳状滤波器, 以跟踪和检测平稳概周期信号各正弦成分的未知频率和未知幅值. 滤波器包括相互耦合的状态估计和频率估计两个非线性微分方程. 运用慢积分流形实现两个微分方程之间的解耦, 获得关于多个频率估计值的概周期非线性动力系统, 再应用平均方法导出估计频率的非线性自治方程. 分析了自治系统的三种局部稳定性: 孤立平衡点的指数稳定性, 中心流形存在性与半稳定性以及结构扰动下的有界性. 说明幅值估计与信号跟随的收敛性和有界性. 给出滤波器参数对频率跟踪和幅值估计的暂态和稳态性能的影响. 算法实现了在给定频率区间而不是给定数值条件下的正弦分量及其幅值的准确跟随, 并且响应速度不受正弦分量幅值大小的影响. 通过仿真验证了算法的有效性.     

一种自相关矩阵改进的Pisarenko算法

Pisarenko算法是通过N个采样数据估计一个平稳随机信号参数的算法.改进的Pisarenko算法在噪声环境下可以精确估计信号频率.该算法通过一个时域累积量等式选择适当的数量关系得到新的自相关矩阵,最后利用最小二乘法求解得到频率的估计值.该算法把频域中提取的信号转换到时域中求解,从而避免了经典Pisarenko算法由于对自相关矩阵进行降维,使用样本自相关函数少,影响最后频率估计精度的缺点.仿真实验结果表明,所提的算法能够有效提高频率估计值的精度,频率估计性能稳定.     

插值FFT和滑动DTFT的科氏流量计信号处理方法

科氏流量计通过计算一次仪表输出的两路同频正弦信号的时间差来测量质量流量.实时精确估计两路信号的频率和相位差是科氏流量计数字信号处理的关键.针对科氏流量计实测信号,提出一种基于插值FFT和滑动DTFT的信号处理方法.利用插值FFT估计信号频率,通过计及负频率的改进滑动DTFT估计相位差,进而计算出时间差.方法兼顾了参数的估计精度和算法的计算效率,对比实验表明了该方法的有效性和优越性.     

基于自适应滤波器的时频分析

采用最小方差原则和梯度下降方法, 经过旋转变换, 获得频率参数和带宽参数可调的自适应二维线性正弦跟踪滤波器, 实现信号跟随与幅值估计. 把多个跟踪器并联, 形成带宽可调的多频点梳状滤波器, 得到多维线性常系数微分动力系统. 用不变原理证明梳状滤波器是一致渐近稳定的. 用拉普拉斯变换导出频率特性, 单正弦输入时为向量形式, 针对多正弦分量时为频率特性矩阵. 当输入信号所有正弦分量的频率都等于梳状滤波器频率参数时, 本算法能够同时准确跟随所有分量及其幅值. 分析了算法的频域格栅效应以及带宽参数对稳态精度的影响, 通过仿真说明了算法的有效性.     

电磁定位耦合信号提取方法研究

电磁定位系统中,正弦耦合信号提取是关键,其结果将直接影响定位精度.在多频正弦信号耦合系统中,由于电子元器件和系统误差等原因,会导致信号频率有偏差,而且可能存在饱和畸变,对参数提取造成了困难.基于最小二乘法原理和频率逼近思想,提出一种用于有频偏的多频率有饱和正弦信号幅值和相位的提取方法.该方法在有饱和畸变的正弦信号中提取未饱和的样本,通过最小二乘法拟合计算,估计信号参数,然后改变信号频率逐渐逼近最佳频率,使得误差平方和最小,从而提取准确参数.仿真分析了噪声、信号饱和程度和采样点数对参数提取的影响.最后通过实验验证了该方法的有效性和实用性.     

QAM解调及频偏估计联合算法

针对在水声传输环境下,载波频率偏移会导致较大的传输误码率的问题,提出一种能够同时进行载波频率偏移估计以及QAM解调的联合算法。在频域将接收信号样点与标准正弦信号进行最小二乘逼近,通过估计接收信号的频率实现载波频偏估计;同时得到接收信号的幅度和相位,从而得到QAM调制信号的I分量和Q分量系数。仿真证明,该算法降低了QAM调制解调算法的误码率。     

FMCW微波液位测量的快速频率估计算法

在FMCW(调频连续波)微波液位测量系统中,回波差拍正弦信号的频率检测是实现距离测量的关键.本文比较了基于离散傅里叶变换的正弦信号频率估计方法:矩形窗比值公式法和能量重心校正法,并分析了这两种算法在频率估计中各自存在的问题,通过分析噪声对频率测量的影响并结合两者的优势,提出一种基于FFT的快速频率估计算法,实验结果表明该方法的测量精度高,计算量小,具有实现简单、快速实时等特点.     

低信噪比条件下正弦信号幅度盲估计

研究了电子侦察信号处理中正弦信号幅度盲估计问题。提出了一种基于相关累加及线性回归的正弦信号幅度盲估计算法。先对接收到的信号进行频率估计,建立参考信号,将接收信号与参考信号相关后变换到基带并作累加,后将相关累加曲线进行最小二乘线性回归,以回归得到的直线斜率值作为信号幅度的估计值。仿真结果表明,当信噪比大于[-3 dB]时,方法的估计均方根误差小于1.1倍克拉美罗限,可在低信噪比条件下,实现正弦信号幅度的盲估计。     

基于相关累加的正弦波频率估计算法

提出了一种新的正弦波频率估计算法.首先用FFT对信号频率进行粗略估计,再对原始信号进行相关累加后提取相位信息,估计出频偏,经过频偏校正得到频率的精确估计.在整个频段内该算法与Rife算法性能互补,因此本文又提出了两者相结合的综合Synthetic correcting rife(SCR)算法.该综合算法计算量略大于FFT,小于修正Rife算法.仿真结果表明.该算法估计性能接近修正Rife算法,将该算法的结果作为牛顿选代的初始值,进行一次迭代后性能逼近CRLB.