实复转换式衰减信号参数估计算法

为抑制衰减实信号中负频率成分对参数估计的影响,提出一种实复转换式参数估计算法。预估计采样信号频谱能量最大值点的索引值;构造只含有负频率成分的参考信号,并将采样信号和参考信号相减实现实复转换,以抑制负频率频谱泄漏的影响;利用频谱两点插值算法得到频率偏差、衰减因子和复幅值的粗估计值,并重新生成参考信号和复信号;通过迭代计算得到精确的频率、衰减因子、初幅值和初相位估计值。以频率估计为例的仿真实验结果表明:所提算法可有效地抑制负频率频谱泄漏的影响,提高中高信噪比条件下的频率估计精度,特别是信号频率较低时的频率估计精度,提升了频率估计的综合性能。此外,在科氏流量计中进行了实测实验,检验了所提算法的有效性。     

传感器在摩擦试验机中的应用及展望

综述了传感器在摩擦试验机中的应用现状．并展望了摩擦试验机传感器的发展趋势。     

基于DSP+FPGA的LFMCW雷达测距信号处理系统设计

为解决计算量大的高精度线性调频连续波(LFMCW)雷达测距信号处理算法难以在线验证的问题,提出一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)双核架构的雷达测距信号处理系统方案,并完成了软硬件设计和测距算法嵌入.设计方案以DSP为信号处理核心,FPGA为外围设备控制核心.采用C语言实现了基于相位匹配法的LFMCW雷达测距算法在DSP中的嵌入,采用VHDL语言实现FPGA功能模块.在线测距实验结果表明:各功能模块工作正常,基于相位匹配法的测距算法精度高.     

非半周期采样信号相位差估计的相位校正相关法

针对非半周期采样信号的相位差估计问题,提出一种非半周期采样信号相位差估计的相位校正相关法。首先,利用频率估计的相位匹配方法对采样信号进行频率估计,得到采样信号的频率估计值;其次,对采样信号进行互相关,得到互相关信号,并通过采样信号的信号时移和互相关构造一路新的互相关信号,使两路互相关信号具有相同的误差项;然后,利用两路互相关信号得到相位校正互相关信号;最后,利用相位校正互相关信号和频率估计值获得采样信号的相位差估计值。理论分析表明,该方法消除了采样信号非半周期采样对相位差估计的影响,无需预知信号幅值即可实现采样信号相位差的无偏估计。为验证所提方法的有效性和优越性,在不同相位差、信噪比和信号长度条件下对本文方法进行了仿真实验,并利用科氏流量计进行了应用实验。仿真实验结果表明,本文方法有效提高了非半周期采样信号的相位差估计精度,其相位差估计精度优于互相关方法、数据延拓式相关方法和正交时延估计方法的相位差估计精度,更接近克拉美罗下限。科氏流量计流量测量实验验证了本文方法在实际应用中的有效性。     

非整周期采样信号相位差估计的相频匹配方法

To improve the precision and anti-interference performance of phase difference estimation for non-integer periods  sampling signals,a phase and frequency matching based phase difference estimation method  was proposed.The phase difference estimation  was obtained by means of the segmented Hilbert transform to suppress the effect of non-integer periods  sampling sinusoidal signals on the Hilbert transform.The simulation results demonstrate that compared with the methods of cross-correlation,Hilbert transform and data extension-based correlation, the proposed method has better phase difference estimation performance for non-integer periods sampling signals in terms of its estimation precision and anti-interference performance.Its phase difference estimation errors are closer to Cramer-Rao lower bound (CRLB).The measurement experiments  on the flow rates of Coriolis mass flowmeter validate the effectiveness of the proposed method.     

自适应陷波器噪声统计性能与相关性分析

噪声是造成自适应陷波器（Adaptive Notch Filter，ANF）频率估计结果有偏的主要原因之一，在低信噪比条件下，噪声将极大的影响ANF频率估计方法的性能，特别在进行ANF统计性能分析的过程中，ANF传递函数的线性近似方法不再适用，此时将无法对ANF频率估计方法的精度等性能进行准确评估.为此，首先利用相关函数和功率谱分析噪声经不同变换后均值与方差的统计性能；其次，利用噪声分析的统计性能结果计算ANF频率估计方法的性能，为提升ANF频率估计方法的精度奠定理论分析基础；最后，对ANF频率估计方法的性能进行理论值与实际值的比对分析，结果表明噪声分析方法的有效性，并可近似预测ANF频率估计方法的稳态性能.     

非整周期采样信号频率估计的相频匹配方法

为提高非整周期采样信号的频率估计精度,提出一种非整周期采样信号频率估计的相频匹配方法。首先,为抑制信号非整周期采样对自相关的影响,对采样信号进行加窗自相关;其次,根据加窗自相关信号初相位为零的特点生成参考信号,实现参考信号与加窗自相关信号的相位匹配;最后,根据柯西不等式,利用参考信号和加窗自相关信号构造反映参考信号和加窗自相关信号频率匹配程度的误差函数,误差函数最小值对应的频率即为信号频率估计值。计算验证和LFMCW雷达测距实验表明该方法不受信号非整周期采样的影响,有效地提高了非整周期采样信号的频率估计精度,改善了LFMCW雷达的测距精度。     

基于相位积累的多段异频信号的频率估计算法

多段信号的信息融合能够有效提高信号的频率估计精度。为扩展现有方法的适用范围,提出一种基于相位积累的多段异频信号的频率估计算法。算法通过生成异频分析参数矩阵克服了分段信号频率不等问题,实现了同频化处理;通过设计相位差补偿因子克服了分段信号相位不连续问题,达到了相位连续信号的频谱分析效果;通过搜索相位累积频谱的最大值获得了信号频率估计值。为验证算法的正确性,给出了详细的数学推导。仿真实验结果表明本文所提算法的频率估计误差约为现有方法的1/3~2/3,算法普适性强,频率估计性能稳定。     

基于改进Rife算法的LFMCW雷达测距方法及实现

为提高线性调频连续波(LFMCW)雷达测距精度,提出一种基于改进Rife算法的雷达测距方法。首先介绍了方法原理,并理论分析了方法的测距性能;其次,结合以FPGA EP3C55F484C8N为核心芯片的线性调频连续波雷达,探索了方法实现,并就方法实现的关键点之一——实数点处的DFT计算给出流程;然后,通过Quartus II进行时序仿真,结果显示所提方法可行;最后,利用线性调频连续波雷达实验平台进行现场测距验证,整个距离段上,系统可进行高精度测距,与现有实际测距方法相比,精度更高,稳定性更好,证明了方法的有效性。