信号时域平均处理的新算法

时域平均是从混有噪声的复杂周期信号中提取感兴趣周期分量的常用方法,但在其实施时往往由于周期截断误差的存在而不能取得满意的效果。本文提出了信号时域平均处理的新算法,基本上解决了周期截断误差对平均结果的影响问题。分析验证说明：新算法比过去的旧算法效果好得多     

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     

机械信号时域平均消噪方法的滤波器实现EI北大核心CSCD

时域平均法是故障诊断中常用的非常有效的信号处理方法,主要特点是可以从混有噪声干扰的信号中提取感兴趣的周期性信号,同时抑制不相关的其它周期成份。然而时域平均存在两方面明显的不足:一方面,键相信号的拾取常受到应用环境和条件的制约难以实施,即便获得键相信号,也往往由于周期截断误差的存在使时域平均方法不能取得满意的效果;另一方面,时域平均要求大量数据的存储、运算,这给时域平均的应用也带来一定的不便。为了解决上述问题,本文根据时域平均的幅频特性提出采用FIR多带滤波器实现时域平均功能的方法,该法有效避免了传统方法需采集键相信号的不足,很好的扩大了时域平均在实际工程中的应用。最后,将传统的时域平均方法和利用多带滤波器实现时域平均功能的方法进行了分析比较,验证了本文方法的有效性。     

基于DSP的振动信号阶比与时域同步平均分析

本文介绍了阶次这一特征分量在机械故障诊断中的应用，以及其原理和各种具体实现方法。而时域同步平均可以有效衰减与回转频率无关的干扰，提取与工作状态直接相关的周期信号。同时，时域同步平均的实现方法与阶比分析也有相似之处，所以本文也对其作了介绍。在比较几种传统方法后，提出了采用高速数字信号处理器DSP电路和插值算法来进行振动信号的阶比分析和时域同步平均处理。克服了基于锁相环电路采样方法跟踪精度低，速度慢和使用不便的缺点。     

时域同步平均的相位误差累积效应研究

时域同步平均是提高振动信号信噪比的常用方法,由于估计误差的存在性,相位误差累积效应是基于周期的时域同步平均方法的固有现象.对相位误差累积效应的产生机理进行了深入分析,表明这一效应是由取整运算误差和频率估计误差引起的.为统一分析这两种误差的影响,定义了相位误差累积因子,用其定量分析了相位误差累积效应的产生机理.为评估相位误差累积效应对时域同步平均效果的影响,系统分析了相位误差累积因子、信号分量阶次和平均段数等主要分析参数对时域同步平均信号幅值的影响规律.研究表明,一定范围内这几个参数的增大都会增强相位误差累积效应导致的时域同步平均信号幅值的衰减.因此,需要根据相位误差累积因子和信号分量阶次的范围慎重选择平均段数.     

非整数时延相位补偿的时域平均技术

从时域平均中误差的产生、相位累积误差原理等方面对已有的时域平均算法进行了深入的分析,在此背景下,提出了一种可以在理论上彻底避免相位累积误差的方法--非整数时延相位补偿.在提出该方法之初,对非整数时延在离散信号处理中的物理含义进行了详细的分析,进而给出了有限长序列的非整数时延的实现方法以及序列周期延拓带来的截断误差机理分析.然后,在已有时域平均算法的基础上,通过引入非整数时延相位补偿的方法避免了相位误差,得到了无相位误差的时域平均算法.最后,通过仿真对比实验,证明了这种有限长非整数时延的时域平均算法在理论上可以获得比现有时域平均更好的性能.     

变周期信号的时域同步平均新算法

齿轮箱的转速受载荷和电压等的影响将会出现波动.无外时标采样时,用时域同步平均的传统算法处理转速波动的齿轮箱振动信号的降噪问题非常困难,提出变周期信号的时域同步平均新算法来解决这个问题.即利用转速波动的频域估计法确定同步平均的信号周期,再利用谱分析法计算数据长度,将变周期信号转换成周期信号进行时域同步平均.变周期信号时域同步平均新算法,不仅可省略外时标触发装置,而且可以改善由于转速波动引起的相位累积误差效应.模拟仿真和齿轮箱实验结果表明,该方法提高了信噪比,改善了相位累积误差.     

机械信号时域平均消噪方法的滤波器实现

时域平均法是故障诊断中常用的非常有效的信号处理方法,主要特点是可以从混有噪声干扰的信号中提取感兴趣的周期性信号,同时抑制不相关的其它周期成份。然而时域平均存在两方面明显的不足:一方面,键相信号的拾取常受到应用环境和条件的制约难以实施,即便获得键相信号,也往往由于周期截断误差的存在使时域平均方法不能取得满意的效果;另一方面,时域平均要求大量数据的存储、运算,这给时域平均的应用也带来一定的不便。为了解决上述问题,本文根据时域平均的幅频特性提出采用FIR多带滤波器实现时域平均功能的方法,该法有效避免了传统方法需采集键相信号的不足,很好的扩大了时域平均在实际工程中的应用。最后,将传统的时域平均方法和利用多带滤波器实现时域平均功能的方法进行了分析比较,验证了本文方法的有效性。     

偏时域相干算法在自适应滤波器中的应用

在分析偏时域相干算法的基础上，提出了一种新的自适应滤波方法，该方法能够将复合信号中各信号分量进行分离，并自动调整输入信号的参数，使分离出来的信号误差达到最小的信号处理系统，它可以定量分离具有复杂频率成分且频带可互相重叠的信号分量，能对组成混合信号的各个信号分量进行定量的分析，而无论这些信号分量是有用信号还是噪声信号，并能够把组成混合信号的各信号分量进行分离。理论分析和计算机仿真均表明该算法具有较快的自适应跟踪能力和较好的稳态性能，可以很好地应用于信号分离系统中。     

基于混合基函数分解的舰船辐射噪声分解算法

提出了基于混合基函数的信号分解方法,选取过完备小波包基函数逼近连续谱主要分量,用余弦基函数逼近线谱。通过对基函数的通带通性进行分析,选取合适的小波或小波包基函数。该方法通过引入稀疏性分解,仅使用少数小波包基函数就能够准确重构连续谱主要分量的时域信号形式。     

Analysis of photonic crystals using the hybrid finite‐element/finite‐difference time domain technique based on the discontinuous Galerkin method

Two‐dimensional photonic crystal structures are analyzed by a recently developed hybrid technique combining the finite‐element time‐domain (FETD) method and the finite‐difference time‐domain (FDTD) method. This hybrid FETD/FDTD method uses the discontinuous Galerkin method as framework for domain decomposition. To the best of our knowledge, this is the first hybrid FETD/FDTD method that allows non‐conformal meshes between different FETD and FDTD subdomains. It is also highly parallelizable. These properties are very suitable for the computation of periodic structures with curved surfaces. Numerical examples for the computation of the scattering parameters of two‐dimensional photonic bandgap structures are presented as applications of the hybrid FETD/FDTD method. Numerical results demonstrate the efficiency and accuracy of the proposed hybrid method. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Size-based characterization by the coupling of capillary electrophoresis to Taylor dispersion analysis

In this work, a new methodology is presented for performing capillary electrophoresis (CE) coupled to Taylor dispersion analysis (TDA). The CE step allows the separation of the different compounds of the injected mixture, while the diffusion coefficient related to each sample zone can be derived from the subsequent TDA step. TDA is an absolute and straightforward nonseparative method allowing the determination of the diffusion coefficient (or hydrodynamic radius) from the peak dispersion obtained in an open tube under Poiseuille laminar flow conditions. With a mass concentration sensitive detector, the hydrodynamic radius derived from TDA is a weight average value calculated upon all the molecules present in the sample zone. Since CE can be hardly coupled to light scattering detection for technical reasons (low volumes, short detection path length), TDA represents an interesting alternative for the size characterization, without calibration, of sample mixtures using CE-based separation techniques. The coupling of CE to TDA can be implemented on a commercial CE apparatus.     

结构构件时程动力响应分析的半解析DQ法

本文提出了一种半解析DQ法，分析结构构件的时程动力响应。算例表明，半解析解DQ法的结果与解析解的结果非常一致。这种半解析的DQ法，通过引入类似文献[10]的推广的DQ单元，可以应用到较为复杂的结构的时程动力响应的求解。     

随机振动响应计算的精细积分时域平均法

发展了计算结构随机振动响应的精细积分时域平均法,详细讨论了各种激励作用下系统动力响应的精细积分时域平均,并给出算例。与传统的其它离散积分方法如随机中心差分方法、随机纽马克差分方法等比较,本方法具有非常高的精度和计算效率,特别是能给出速度响应方差计算的良好结果。精细积分时域平均法在各种随机振动系统中有广泛的应用前景     

Homogenization of transient heat transfer problems for some composite materials

The article presented is devoted to the homogenization of transient heat transfer problems in some composite materials. The mathematical model used in the FEM computation is based on the effective modules method introduced for periodic composites. The effective heat conductivity is calculated in the closed form; effective heat capacity and mass density for the composite are obtained by simple spatial averaging. Such a homogenization scheme makes it possible to significantly simplify the numerical analysis of transient heat phenomena in various types of composites. Computational experiments performed using symbolic mathematics show the variability of effective heat conductivity for 2D and 3D composites as a function of the reinforcement volume ratio, of composite components conductivity coefficients as well as of the probabilistic moments of material properties versus volume ratio. Finally, using the Finite Element Method program, the comparison of transient heat transfer problem for the real and homogenized composites models is carried out.     

微弱信号检测方法研究现状分析

强噪声背景下微弱特征信号检测一直是工程应用领域的难题。本文系统的研究了基于线性理论的时域、频域、时频域和基于非线性理论的微弱信号检测方法,分析了各检测方法的基本原理和特点。时域检测法中主要分析了相关检测、取样积分与数字式平均、时域平均检测法;频域检测法中分析了最为常用的频谱分析法;时频分析法中主要分析了应用范围最广的短时Fourier和小波变换;基于非线性理论的检测法中重点分析了随机共振。分析认为基于非线性理论的微弱信号检测法、多种检测方法的结合是未来微弱信号检测的研究方向。     

一种有效的振动信号分离算法

振动信号包含随机成分与周期成分 ,其中的随机成分占据了很宽的频域 ,其能量极易引起其它设备特别是电子设备的共振 ,从而导致设备失效。为评估随机成分对设备的影响 ,需要将周期成分从振动信号中去除。为此 ,首先使用ARMA建模法对振动信号中周期成分出现的频率位置进行估计 ,然后设计阻带带宽极窄 (小于 0 .5Hz)的V型滤波器来完成相应的滤波。实验表明本文中的方法能有效地去除振动信号中的周期成分 ,而完整地保留随机成分