双谱特征在地下输水管道泄漏检测中的应用

时间延迟估计是国际信号处理领域的一个十分活跃的研究课题,具有重要的理论意义和应用价值.地下输水管道泄漏的定位采用广义双谱时延估计法,通过确定两个不同接收信号的时延大小估计目标的位置.实验结果表明,高阶谱地下输水管道泄漏检测具有很大的发展潜力.     

基于高阶统计量和小波变换的差压信号分析

为分析气液两相流差压信号的内在特征，提高测量信号的信噪比（SNR），提出了一种基于小波变换和高阶统计量的信号分析方法.该方法利用小波变换技术将差压信号分解为多个不同频段的尺度函数，根据先验知识滤除信号中的高频噪声，同时提取不同尺度上的细节信号能量特征值.基于高阶统计量技术，提取不同工况下重构的已除噪差压信号的双谱特征值，分析了信号的双谱特性.初步研究表明，小波变换和高阶统计量相结合的信号分析方法能有效地抑制信号中的高斯有色噪声，提取的细节尺度能量特征和双谱特征可以提供更多的关于管道内复杂流动状况的信息.该方法为气液两相流流动状态的判别和过程监控提供了有益的借鉴.     

基于HHT变换的超光滑加工表面谱分析

Hilbert-Huang变换是最新发展起来的处理非线性非平稳信号的时频分析方法。其基本的实现分为两步，多分辨经验模态分解和瞬时频率的求解，随后可以获得信号的时—频谱。这种方法的关键部分是多分辨经验模态分解，任何复杂的信号都可以分解为有限数目并且具有一定物理意义的固有模态函数。本文针对表面粗糙度用HHT进行了分析，得出相应结论，对加工有一定的指导意义。     

双谱分析在流体非线性力学中的应用

将双谱、双相干分析应用于射流边界流动的实验研究。结果表明，对流场中采集的时序记录进行的双相干估计可有效地指示出，流场中何处、及什么频率的波间可能发生非线性相互作用。双谱、双相干分析是流体力学研究中一个有效的、不可或缺的技术手段。     

采用双谱特征的语音可懂度评价算法

针对现有的语音可懂度评价方法不能有效地处理信号在多种类型的非线性失真下的变化,提出了一种基于双谱特征的语音可懂度评价(Bispectral Speech Intelligibility Metric,BSIM)算法,用三阶统计量从语音信号的谱图中提取特征。双谱可以检测语音信号中的非线性相位耦合,抑制非高斯信号中的高斯噪声,从而揭示更多隐含于信号内部的有用信息。将本方法与现有的语音可懂度指标进行了比较,结果表明,此方法可以成功地预测线性失真和非线性失真造成的语音可懂度下降,其评价结果与主观可懂度结果具有很高的相关度,对信号失真变化敏感。     

MIMO线性系统输入输出信号统计特征的双谱评定方法

基于高阶统计量具备处理随机信号的特性,提出了一种利用三阶谱(双谱)评定MIMO线性系统时域输入输出信号统计特征的新方法。通过建立线性系统双谱数学模型,根据系统响应、所测得的频响函数以及离散信号的双谱数值估计算法,经逆运算获得系统的双谱驱动信号,随后利用高阶谱对高斯随机信号的盲性判定其输入信号的高斯性。将上述方法与采用传统相位随机化法(对功率谱添加随机相位)所获得的驱动信号分别应用于一悬臂梁模拟控制系统中,通过对输入信号的分析及控制结果的比较,发现基于双谱所生成的时域随机驱动信号呈现出较强的非高斯性且收敛速度更快。对于输出信号统计特征的评定,提出从输入信号与系统频带接近的程度入手,再次利用高阶统计量对高斯随机信号的盲性进行定性判定,对于无法判别满足何种非高斯统计分布特征的,不管是对于输入信号还是输出信号,一律采用绘制信号的概率分布特征曲线进行定量评定。     

DETECTING SINUSOIDS IN NON-GAUSSIAN NOISE

Abstract. Spectral analysis is a well-established procedure for detecting harmonic signals in a noisy environment. Much research has been done on methods that use second-order statistics (i.e. the autocovariance function and power spectrum) such as Whittle's test, Bartlett's test, Hannan's test and the Priestley P ( Λ ) test. When the noise is non-Gaussian, statistics of order greater than two can provide more information to detect the periodicities in noisy data. We direct our main attention to the third (fourth) order cumulant and bispectral (trispectral) methods. New test statistics are derived and are shown to be more powerful than other methods based on second-order statistics under a mixed spectrum condition. The asymptotic power functions of the new test statistics and other tests are studied. Some Monte Carlo simulations are used to evaluate the performance of the new methods with moderate sample sizes.     

基于双谱特征的同质量球形铀部件丰度检测

核部件属性检测是核材料检测中的热点与难点问题,针对铀部件检测系统中丰度信息易受探测器基本属性、几何位置及噪声的影响,通过分析铀部件探测信号互相关函数的双谱特性,提取双谱中的特征量作为铀部件丰度检测的数据集,消除了本底噪声对探测信号的影响。此外,基于BP神经网络,构建了一种同质量球形铀部件的丰度判定方法,实现了对测试样本的丰度检测。测试结果表明,该方法在存在高斯白噪声情况下可有效判定同质量球形铀部件的丰度,其测试误差的平均值为0.005115,最大误差为0.009927。     

砌块成形机液压振动信号的AR双谱分析

采用一种新型的液压振动方式,即用差动液压缸的上下运动来实现砌块成形机工作台的振动。通过采集振动过程中的位移信号,建立了时间序列的自回归AR双谱模型。通过对双谱幅值的分析及自相关功率谱与重构功率谱的比较,可以获得信号的非高斯、非线性频率特性信息,该特性信息对筛选振动系统最优运行参数有重要的指导意义。     

离心泵空化监测试验

为了探索离心泵空化的特点和规律,在实验室条件下,利用水听器和加速度传感器捕捉了离心泵空化时的高频辐射噪声以及由此引起的泵壳振动信号.分析发现:空化前后,水声信号和振动信号在5 kHz以上频段的能量分布呈现出先增大后又逐渐减小的变化趋势,且水声信号对空化更敏感,空化后在8～12 kHz频带内出现了明显的峰值.水声信号和振动信号的双谱在空化前后存在着显著的差别,其双谱在5 kHz以上的高频特征可作为离心泵空化在线监测或离线检测的参考依据.