傅里叶变换与小波分析的对比研究

小波是近十几年才发展起来并迅速应用到图像处理和语音分析等众多领域的一种数学工具,是继110多年前的傅立叶(Joseph Fourier)分析之后的一个重大突破,无论是对古老的自然学科还是对新兴的高新技术应用学科都产生了强烈冲击。本文先简单回顾傅里叶变换讨论其优缺点,然后讨论如何克服其缺点和引入窗口傅里叶变换,继而引入小波的基本概念,重点探讨在大多数情况下小波变换优于傅里叶变换的内在原因。     

小波变换与傅里叶变换应用于电力谐波检测中的理论研究

电力系统中存在大量谐波,且谐波检测难度较大。因此,在现有研究的基础上对其展开理论研究,并提出了一种联合检测方法:首先对信号按频率进行分解,低频部分通过FFT法确定各次谐波含量。高频部分通过小波变换法分解和处理,并通过小波变换获得信号谐振发生时间点和谐振幅值大小,同时将高频部分中的噪声信号滤掉,最后对分解并处理后的信号进行重构。所设计的方案能够有效提高谐波频域检测和分析的精确度。进一步仿真表明,提出的谐波检测方案能够满足测量各次谐波含有率标准的要求。     

高分辨率傅里叶变换透镜

在研究傅里叶变换透镜理论的基础上,根据某微粒子观测实验的要求和几何光学像差理论,得出了高分辨率傅里叶透镜的初始参数,分析了系统的消像差方法,并应用ZEMAX软件设计了满足要求的工作波长为532 nm的傅里叶变换透镜。在光机结构设计中,为减少外界环境对成像质量的影响,在频谱面处设计了光阑和低真空腔。工程分析和实验结果表明,抽真空引起的光学间距变化对该系统的成像质量基本没有影响,用目视显微镜法检测系统的分辨率为2.81 μm。该系统可以保持12 h的低真空(100 Pa以下),并且已成功应用于某微粒子观测实验。     

傅里叶变换光谱学中切趾函数对相位校正的影响

研究了傅里叶变换光谱学中采用不同切趾函数对相位校正的影响,进行了模拟数据计算和实验光谱研究。理论分析和实验结果表明:采用Mertz相位校正法,不同切趾函数对校正结果影响很小;但采用Forman相位校正法时,不同切趾函数对校正结果的影响明显不同。Formsn法时余弦函数的校正效果最佳,Happ-Genzel函数次之,而市售仪器中常用的三角形切趾函数效果不好。     

基于傅里叶变换和Gyrator变换的图像加密

基于傅里叶变换和Gyrator变换对图像进行加密。将原始图像和第一个随机相位函数叠加后做傅里叶变换,然后将频域信息减去第二个随机相位函数后得到一个复函数。复函数经过Gyrator变换得到加密图像,将第二个随机相位函数作为相位密钥,同时将Gyrator变换角度作为密钥,由此增大了密钥空间和增强了系统安全性。通过数字方法对图像进行加密,解密过程用光学装置实现。计算机模拟结果表明,该加密方法解密图像质量好,系统安全性良好。     

GPU加速的傅里叶变换轮廓术并行计算方法

傅里叶变换轮廓术需要在高分辨率图像上进行相位计算,其耗时较长,不能满足实时处理的要求.相位计算时其待处理的和已处理的数据都是相对独立的图像像素,且计算密度极大,适于并行计算.因此,利用图形处理器的多线程并行处理能力,在GPU上实现了相位的并行计算,解决了在CPU上相位计算速度较慢的问题.实验表明在相位计算质量相同的情况下,经过GPU加速获得了相对于CPU一到两个数量级的加速比,为将傅里叶变换轮廓术应用于实时三维测量奠定了坚实的基础.     

真空傅里叶变换红外光谱仪

Bruker光学公司推出一种半敞开的高分辨力真空傅里叶变换红外光谱仪,这种光谱仪能够排除如水气和二氧化碳等大气气体的干扰。光谱仪的数据采集基于集成的双通道24bit模／数转换器,后者能够产生高信噪比。     

高速高信噪比傅里叶变换光谱仪

本文描述笔者开发的一台工业用傅里叶变换近红外光谱仪。Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪因机械结构简单和对信号响应快而被广泛地用于实验室傅里叶变换红外光谱仪,但由于对震动敏感而很少的工业场合下使用。笔者利用扫描透单元中的主动伺服系统降低对环境震动效应的敏感性,利用平行弹簧支撑干涉仪的移动镜来保证耐久性。通过这些措施,能够在震动强度为０．２Ｇ的环境下进行准确操作。这种新型光谱仪响应快－－－数据采集速度快１６个样     

傅里叶变换光谱经典计算技术

详细讨论了傅里叶变换光谱仪从干涉图数据获得复原光谱的三种经典计算技术，给出了数学表达式及干涉图计算过程，比较了三种计算优缺点，为正确选择计算方法提供了理论依据。     

利用快速傅里叶变换算法仿真光学相关器

光学相关器在图像模式识别中具有广泛的应用,包括匹配滤波相关器和联合变换相关器,两种相关器在应用中各有优势.文章通过利用数学软件MATLAB的快速傅里叶变换算法编程仿真两种光学相关器,得到实验结果的二维图像和三维图像,并比较两种相关器的识别效果.     

匀速、变速传动中新齿形的研究

在生产实际中,冶金厂烧结机台车在变速运动中工作,产生极大　内力,设备提前报废,所以需要匀速运动。为了实现台车直线匀速和变速有序的逻辑运动,　采用滚子和齿形传动的组合,可以将齿形设计成匀速齿、加速齿、复合齿来实现匀、变速逻　辑运动。给出了匀速齿形方程、加速齿形方程、复合齿形方程以及图形的绘制。已在计算机　上模拟实现了各种齿形及运动,并且已应用在中国燕山大学烧结机模型传动中。     

滚动轴承异音的数学模型和评估参数

轴承运转中的异常声音是国产微型轴承的重要质量问题。认为轴承异音是一种瞬态脉冲，可以用时频谱图加以描述。在异音试验测试的基础上，提出了轴承异音的评估参数，并得出初步的统计结果。     

非平稳信号自适应滤波的小波模型与滤波方法

分析自适应滤波和小波滤波的原理与方法,建立非平稳信号的自适应滤波的小波模型和滤波方法。利用小波变换的多尺度分解,将分离出来的噪声成分作为自适应滤波器的输入信号。通过自适应滤波器组能同时实现对多种噪声成分的最佳滤波,是实现信噪分离的最佳滤波方法,具有优良的滤波性能。模型验证和工程实例应用表明,该方法能实现非平稳信号在同频段对噪声成分和有用信号的最佳估计。     

双树复小波和MED在齿轮箱早期故障诊断中的应用

针对齿轮箱轴承早期故障特征信号微弱且受环境噪声影响严重,故障特征信息难以识别的问题,提出了双树复小波变换(dual-tree complex wavelet transform,DT-CWT)和最小熵反褶积(minimum entropy deconvolution,MED)的故障诊断方法。首先对采集到的振动信号进行双树复小波分解,得到几个不同频段的分量,由于噪声的干扰,从各个分量的频谱中很难对故障做出正确的判断。然后对包含故障特征的分量进行最小熵反褶积滤波处理以消除噪声影响,凸显故障特征信息。最后对滤波后的信号进行Hilbert包络谱分析,即可从中准确地识别出轴承的故障特征频率。通过齿轮箱轴承故障模拟实验和工程应用实例分析验证了该方法的有效性与优越性。     

利用ARV模型识别水轮机轴系模态参数

针对一类输入激振力不可测的工程结构,论述了基于向量自回归（ＡＲＶ）时间序列模型的结构模态参数识别的基本原理。为考察ＡＲ系数估计的精度,利用中心要限定量建立了估计的自回归系数矩阵协方差的表达式。分别和用水轮机的随机响应信号和自由响应信号识别了模态参数。数值仿真结果表明本文给出的识别方法是鲁棒的。此外,给出了试验结果。     

广义时变ARMA模型参数函数的确定方法

提出一种确定广义时变ARMA模型参数函数的方法?该方法首先求得时间序列的均值函数和方差函数,并将广义时变ARMA模型转化为时变ARMA模型,然后通过样本周期图和多点平均方法得到时变参数的函数形式,再分别采用最小二乘法和极大似然法确定其中的待定参数。从而将一个复杂的时变问题转变为相对简单的时不变问题进行处理。     

黏聚力模型破坏准则及其参数选取

对黏聚力模型的本构关系和损伤演化过程作详细的介绍。推导出当法向刚度与切向刚度不同时,在复杂应力条件下,运用BK(Benzeggagh-Kenane)准则、指数准则等破坏演化准则的材料损伤过程。提出通过MMB(mixed-modebending)实验数据得到破坏演变准则及其参数的方法,并得到可较好表达复杂应力状态下材料损伤规律的多项式准则。     

概率模型含模糊分布参数时的模糊失效概率计算方法

在缺乏足够数据或信息不完整的情况下，给出失效概率的界限或范围，比给出一确定的单值具有更高的可信度。文中提出概率模型的分布参数为模糊变量时结构模糊失效概率的计算方法。不同于一般的模糊失效概率模型，文中给出的失效概率本质上是模糊的。可根据模糊参数的可能性分布给出模糊失效概率的可能性分布。算例分析表明，当概率模型参数为模糊变量时，结构的失效概率具有较大的分散性。说明还模糊概率以其“模糊”的本来面目，可为分析和设计决策提供更全面、更真实的有用信息。     

CIMS企业全局信息模型及信息模式的研究

计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ）的关键在于信息集成，建立ＣＩＭＳ企业全局信息模型是实现信息集成的基础。本文首先简述了ＣＩＭＳ全局信息模型的内涵。在此基础上，提出了ＣＩＭＳ企业全局信息模式，包括信息模型的表达方式和模型组成、全局信息模型的总体结构、建模的过程等。     

Ni基单晶超合金的蠕变本构方程及寿命预测模型研究

基于Ｎｉ基单晶合金细、微观组织结构变化及损伤特点，建立了统一的双参数蠕变损伤本构方程及寿命预测模型。初步的实验结果考核表明，所建模型可以准确地预测蠕变第二、第三阶段蠕变变形状态及破坏特征。