超声多普勒信号平均频率估计方法的比较研究

本文介绍了一些常用的超声多谱勒信号平均频率估计法,并引入一种新的估计法：基于Teager算法的平均频率估计,然后分别对计算机模拟的多普勒信号和流速校刻系统的多普勒信号进行平均频率的估计和比较,给出了不同估计方法的优缺点和适用范围。     

采样频率对积分声级计时间平均特性影响的研究

本文指出了影响积分声级计时间平均特性的主要因素，着重分析了采样频率对于以两次平均的方式给出ＬＡｑ的积分声级计时间平均特性的影响，并通过实验验证了这一分析，最后指出，要使这种积分声级计的时间平均等牲达到有关标准和规程规定的要求，采样频率应不低于１０００Ｈｚ。     

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     

DOA和频率的快速高精度估计

本文提出了一种把自适应特征分解算法和最大似然估计算法联合运用的DOA和频率的快速高精度估计算法。理论分析、计算机模拟、湖上实验和硬件实现都表明了本算法对于单色平面波信号具有结构简单、估值精确、运算量少、跟踪性好等优点。     

谱线比值法测量接收信号的频率

在声信号处理系统中，需要实时地测量接收信号的频率。文章利用谱线比值法测量接收信号的频率。该方法具有实时性好、结构简单、准确率高等优点。作者根据论文提出的方法进行了计算机的仿真研究，研究结果验证了这种方法的可行性。     

瞬时频率估计的相位建模法及Matlab的实现

介绍了在高斯白噪声情况下，运用相位建模法对非平稳过程进行瞬时频率估计，并介绍了在Matlab中实现的方法。     

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.     

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。     

一种激光多普勒信号的频率估计算法

分析了激光多普勒回波信号的特征,提出了一种激光多普勒信号的频率估计算法.用FFT(Fast Fourier Transform)技术求得信号的自相关函数,并由功率谱得到信号频率的粗估计,然后用粗估计值对自相关函数移频,并根据移频信号自相关函数在一点的相位,估计频偏,对粗估计进行频率校正得到频率估计值.在进行信号频率粗估计和求相位时,利用计算过程中得到的结果和FFT因子的对称性,减少运算量.仿真结果表明,本算法有较小的均方根误差和平均绝对误差,应用于激光多普勒测速实验,结果与仿真一致.     

基于瞬时频率估计阶比法的电机振动信号分析

电机转轴是电机中至关重要的精密零部件,运用信号分析的方法,可对电机转轴进行预估评价。为提高电机转轴的安全性,降低事故率,利用瞬时频率估计法与阶比法计算分析电机的振动信号,并进行电机实际缺陷情况下的验证试验。结果表明,基于瞬时频率估计阶比法能对信号进行有效降噪处理,准确地预测故障缺陷的具体位置。     

复相关法测频的硬件实现

复相关算法适用于多普勒频移的测量,通过选用FPGA作为硬件实现平台,可以满足实际的多普勒测频工作。根据复相关算法测频原理和硬件平台的实际特点,分别对反正切、低通滤波器和正交变换进行了优化,降低了硬件的消耗。高效的反正切函数算法通过预先存入值省去了每次反正切函数的运算,优化的FIR滤波器和正交变换器进一步节约了查找表（LUT）资源。通过仿真实验,结合数据的质量保证和控制算法,结果验证了硬件平台的可行性。     

基于OMAP平台复相关测频算法的设计与实现

高性能和小型化是水声设备的重要发展趋势,研究嵌入式Linux平台在水声设备中的应用十分有意义。TI公司开发的OMAPLl37芯片采用独特的DSP与ARM相结合的双核结构,具有集成度高、硬件稳定性强、速度快、开放性好等特点。研制了基于OMAPLl37平台的数字信号处理分机系统,并对复相关测频算法在该平台上的实现方法进行了研究。具体包括该算法的原理分析,嵌入式Linux交叉编译平台的搭建、内核的编译下载、基于ARM与DSP双核操作系统的通信方式以及算法的硬件实现方法等,最后进行了电联调实验,实验结果达到了预期的效果。对于嵌入式Linux平台在水声设备中应用有一定的参考价值。     

频域响应函数估计的非参数辨识法

针对振动工程领域中频响函数的辨识估计,本文深入研究频响函数估计的非参数辨识法。在离散傅里叶变换中,考虑初始和终端状态带来的暂态泄露项和观测噪声谱项对频响函数估计的影响。为得到准确的频响函数估计值,联合频响函数、初始-终端状态和脉冲响应系数待辨识参数矢量,将频响函数估计问题转化为一个线性最小二乘优化问题。针对此线性最小二乘优化问题的特殊形式,提出一种可分离的求解过程。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。     

相关时延估计误差对测频误差的影响

声学多普勒测速技术采用宽带编码信号进行多普勒频移估计时会产生测频误差,该误差来源主要分为两种：（1）宽带信号频谱不对称;（2）相关时延存在估计误差。文章主要讨论相关时延估计误差对测频误差的影响,分析了其产生的原因以及该误差对测频误差的影响。忽略相关函数简化误差以及滤波后频点不对称,推导得到由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式。进行了仿真和湖试数据分析,不同频移下的测频误差与理论测频误差一致,不同填充系数下的实际测速误差与理论测频误差变化趋势相同。该对比结果验证了相关时延估计误差会对测频误差产生影响,证明了由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式可信。     

一种新的估计瞬时频率的方法—经验包络法

常用的求取瞬时频率的方法,希尔伯特变换,会出现无法解释的负频率和明显的端点效应。标准希尔伯特变换克服了希尔伯特变换出现负频率的缺点,但仍然有端点效应。为了避免希尔伯特变换,基于信号的经验调幅调频分解,论文提出了一种新的求取瞬时频率的方法—经验包络法(empirical envelope method,简称EE）。经验包络法本质上是先通过经验调幅调频分解获取纯调频信号,然后对其求导,再对求导的结果进行经验调幅调频分解,提取出包络信号,便可获得原信号的瞬时频率。论文首先给出了经验调幅调频分解的详细过程,然后给出了经验包络法的原理和具体步骤,最后采用仿真信号将经验包络法与希尔伯特变换、标准希尔伯特变换和反余弦法进行了对比,分析结果表明了经验包络法的优越性     

基于相关原理的相位差测量改进算法及应用

为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,增强算法的动态响应能力,提出了一种基于相关原理的相位差测量改进算法。该算法利用原两路同频信号产生具有90°相移的两个参考信号,经零相位滤波后,将原两路信号分别与两路参考信号进行相关运算,再利用相关和正弦函数的一些性质得到相位差的计算公式。理论分析和实验结果表明,该算法具有不必预先知道信号频率的特点,测量精度不受采样是否整周期的影响,且能实现相位差的动态检测,与传统算法相比,该算法测量精度更高,更具鲁棒性和普适性。     

Revisit of an elliptic hole problem by using complex variable method

In this paper, the problem of an elliptic hole embedded in an infinite plate interacting with an arbitrary point load is revisited by using the complex variable method. Based on analytical continuation theorem, the continuity conditions across the interface are automatically satisfied in a straightforward manner. It is shown that the solution for an infinite domain with an elliptic hole can be obtained from the solution of the corresponding homogeneous problem merely by a simple algebraic expression. This relation is universal in the sense of being independent of the loading considered. The solution of the corresponding homogeneous problem is considered as the principal part of the complex potentials while the complementary part of the complex potentials can be obtained by using analytical continuation theorem. Different expressions of the complementary part of the complex potentials are presented in this paper which are all proved to be the same result.     

OMAP平台嵌入式声学多普勒流速剖面仪系统设计与实现

在TI公司OMAP-L137双核平台的基础上,对嵌入式声学多普勒测流系统进行设计和实现,并通过实验对系统测流精度和性能进行验证。先通过中频正交采样构建回波复包络信号,再采用复相关算法检测信号的频移进行流速测量。在文中对算法进行了研究和原理分析。OMAP中的DSP核主要负责回波处理,系统设计包括系统控制、数据通信、信号处理等。结合仿真测试,并通过某湖水下实验对设备进行了精度和性能验证,获得了良好的测流效果并且系统具有很好的稳定性,达到了预期的设计指标。对于嵌入式平台水声设备的研制有一定的参考价值。     

修正倒谱和动态规划的基频估计算法

基音频率是语音信号处理中的一个重要参数。倍频、半频错误以及清浊音判决的可靠性等问题一直是基频估计中的难点问题。在对语音信号的倒谱进行适当修正的基础上,提出了一种高精度的基频估计算法。该算法根据倒谱、短时能量和短时过零率在清音段和浊音段的不同表现,构造了一个清浊音判决函数,大大提高了清浊音判决精度;然后利用动态规划技术进行基频跟踪。在构造代价函数时．充分考虑了基频连续性的影响,从而使该算法既能有效地避免倍频和半频错误,又能体现出基频的自然加倍和减半。通过与现有的几种效果较好的方法进行对比实验,结果表明该算法具有准确率高、基频轨迹平滑的优点,利用该算法得到的基频轨迹基本不需要进行后期平滑处理。     

The choice of the optimum frequency band in correlation measurements of variable time delay

Algorithms for choosing the optimum bandwidth and integration interval T when constructing the cross-correlation function of signals from moving objects are proposed. The fundamental features of the behavior of the optimum interval T and the optimum frequency band as a function of the parameters of motion of the object are considered. Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 12, pp. 34–40, December, 2008.