基于噪声分析的压力变送器响应时间原位测量方法研究

响应时间是反映压力变送器动态性能的关键技术指标，针对现有测试手段无法对在役设备直接检测的问题，分别建立基于噪声信号自回归与功率谱密度响应时间的时、频模型，研究噪声分析实时获取压力变送器响应时间方法。对噪声分析法进行仿真验证，结果表明该方法具有较高准确性和稳定性，且对不同参数的系统具有良好的适用性。对罗斯蒙特3051型压力变送器进行实验，与斜坡信号实验比对，噪声分析法与斜坡法响应时间结果偏差小于5%,对算法优化分析看出MTM算法和Welch算法较MUSIC算法结果更加吻合，分析数据长度达到1×10⁵后结果趋于稳定。对核电站现场数据进行噪声法分析，结果符合预期，验证了所提方法用于传感器现场测试中的有效性。     

红外成像系统噪声等效温差参数测试算法及应用研究

噪声等效温差(NETD)是表征红外成像系统灵敏度的关键参数,也是评估红外成像系统性能的重要参数之一,应用广泛。通过对红外成像系统3D噪声、信号传递函数(SiTF)、NETD等参数测试方法、算法和流程研究,给出一种基于视频文件的3D噪声离线对比测试方法和一种SiTF线性区自动判断计算斜率算法,在此基础上针对某型技术保障装备国产化光电检测平台开发了配套应用软件功能模块;实现了通过计算单位均方根噪声所对应的SiTF斜率值,分析得出系统NETD参数值的功能;以某型热像仪为被测对象,开展了测试结果重复性和一致性试验,并与I-SITE红外整机测试系统进行了对比测试;实验结果表明开发的NETD参数测试功能模块测试精度和重复性满足设计要求,具有较高实用价值,已进行了工程应用。     

基于隐马尔可夫模型的语音激活检测算法

针对现有基于隐马尔可夫模型（HMM）的语音激活检测（VAD）算法对噪声的跟踪性能不佳的问题,提出采用Baum-Welch算法对具有不同特性的噪声进行训练,并生成相应噪声模型,建立噪声库的方法。在语音激活检测时,根据待测语音背景噪声的不同,动态地匹配噪声库中的噪声模型;同时,为了适应语音信号的实时处理,降低了语音参数提取的复杂度,并对判决阈值提出改进,以保证语音信号帧间的相关性。在不同噪声环境下对改进算法进行性能测试并与自适应多速率编码（AMR）标准、国际电信联盟电信标准分局（ITU-T）的G.729B标准比较,测试结果表明,改进算法在实时语音信号处理中能够有效提高检测的准确率及噪声跟踪能力。     

新型气体涡街流量变送器设计

设计了一种新型气体涡街流量变送器以简化测量系统结构,改善测量性能。变送器由信号测量单元与信号处理单元组成,测量单元同时对漩涡频率、被测气体温度和压力进行检测,信号处理单元以单片机为核心,通过软件对流量测量信号进行温度、压力补偿和非线性修正等处理以减少测量误差。实验测试结果表明:变送器性能指标达到了设计要求。     

基于语音存在概率和听觉掩蔽特性的语音增强算法

低信噪比下,谱减语音增强法中一直存在的去噪度、残留的音乐噪声和语音畸变度三者间均衡这一关键问题显得尤为突出。为降低噪声对语音通信的干扰,提出了一种适于低信噪比下的语音增强算法。在传统的谱减法基础上,根据噪声的听觉掩蔽阈值自适应调整减参数,利用语音存在概率,对语音、噪声信号估计,避免低信噪比下端点检测(VAD)的不准确,有更强的鲁棒性。对算法进行了客观和主观测试,结果表明：相对于传统的谱减法,在几乎不损伤语音清晰度的前提下该算法能更好地抑制残留噪声和背景噪声,特别是对低信噪比和非平稳噪声干扰的语音信号,效果更加明显。     

基于混合噪声模型的双层管柱电涡流信号去噪算法

针对复杂环境下气田井中双层管柱检测时的电涡流信号噪声去除难问题,提出一种基于混合噪声模型的双层管柱电涡流信号去噪算法(ECSD)。在ECSD中,首先对电涡流信号进行预处理,去除信号中增益。然后分析电涡流信号中包含的偏心噪声、温度噪声、电磁噪声、提离噪声等混合噪声及各自噪声的来源,并根据混合噪声特性建立去噪模型。提出改进的海洋捕食者算法求解去噪模型参数,获得可较好拟合混合噪声的去噪模型,从而实现去除不同深度和温度下电涡流信号中的噪声。实验结果表明：ECSD算法能够拟合电涡流信号中的混合噪声,提高了信噪比,并且降低了去噪信号与纯净信号之间的均方根误差,优于WD、EMD、MF和WF等去噪算法。     

细胞膜离子单通道电流重构的计算机仿真

细胞膜离子单通道电流十分微弱(PA级),用膜片钳技术测量离子电流往往淹没在强噪声背景中。目前,采用阈值检测方法恢复通道电流信号。但是,通道开放和关闭的电流阈值需要人为设定,并且阈值法在较低信噪比时失效。采用隐马尔可夫模型(HMM)重构离子单通道电流并估计模型参数。对离子通道HMM进行描述和分析;运用Baum-Welch迭代算法训练HMM并估计模型参数;利用Viterbi算法重构通道电流最佳状态序列。将HMM与阈值法进行比较,对不同信噪比和不同转移概率情况下HMM恢复算法进行计算机仿真。结果表明:HMM与阈值法相比,具有较强抗噪能力。在较低信噪比情况下,该模型恢复信号精度高,参数收敛速度快,且电流重构误差主要出现在状态突变点。     

基于单片机与BP网络的高精度压力变送器的设计

介绍了以超低功耗单片机MSP430为核心的高精度压力变送器的硬件电路设计,针对压力传感器的温度漂移问题分析了用于温度补偿的BP网络算法,通过MSP430对压力传感器工作环境的温度和压力信号采集作为BP网络的训练与检测样本,构造BP网络进行离线训练,将训练好的网络模型利用C语言编程实现单片机控制核心,研究了单片机软件实现方式;结果表明:利用MSP430单片机减少了系统功耗,其丰富外设减少了所设计变送器的体积,利用BP网络算法提高了变送器的精度,并有很好的抑制零点漂移与时漂的能力。     

基于去噪优化的动力系统关键参数辨识算法

由于传统方法没有对模型噪声实现有效处理,导致辨识精度与辨识速度较低,为此提出基于调制函数法的动力学系统参数辨识算法.对模型噪声进行表示与替换,通过调制函数法构造辨识模型,通过递推算法对辨识模型进行处理以实现噪声的处理.为构造出与动力学系统模型相一致的参数辨识模型,以动力学系统模型为基础对参数辨识模型的神经网络拓扑结构进...     

基于Bark小波的语音端点检测算法

为提高噪声环境下端点检测算法的性能,提出一种基于Bark小波变换的语音端点检测算法。在Bark小波变换的非线性映射中引入伸缩尺度参数,提取不同子带上信号的小波变换系数,利用Bark小波的奇异性构造端点检测参数,并通过仿真验证得到有效的阈值选择规则。实验结果表明,与传统的短时能量法和倒谱距离测度法相比,该算法的检测准确率明显提高,具有较强的噪声鲁棒性。     

压力传感器在石化行业的应用与国产化探讨

分析了石化行业对压力变送器的需求,得出石化行业对压力传感器的要求:测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性。微压力传感器具有许多传统压力传感器不具备的优点,能够满足石化行业对压力传感器的要求。介绍了当前石化领域正在使用的MEMS压力传感器及其结构特点;对比国内外厂商生产的压力传感器性能,明确了压力传感器国产化问题的关键是如何提高传感器长期稳定性问题。     

基于码本学习的改进谱减语音增强算法

提出一种可适应非平稳噪声环境的基于码本学习的改进谱减语音增强算法。该算法分为训练阶段和增强阶段。训练阶段,使用自回归模型对语音和噪声的频谱形状进行建模并构造语音和噪声码本;增强阶段,采用对数谱最小化算法估计出语音和噪声的频谱,通过谱相减消除噪声。算法在每个时间帧估计语音和噪声频谱,即使在语音存在时仍能够有效跟踪快速变化的非平稳噪声;采用自回归模型能得到噪声频谱的平滑估计,减少了音乐噪声。实验仿真表明,相比于传统谱减法和多带谱减法,改进的谱减法具有更好的噪声抑制性能并且语音失真更小。     

Spectral domain estimation of autoregressive moving-average models using shuttle iterative methods

An efficient iterative algorithm for the estimation of autoregressive moving-average (ARMA) time series models is presented. The prediction error criterion is transformed into the spectral domain, and the autoregressive (AR) parameters are computed (inner loop) using the Newton iterative steps by fixing the AR parameters. Use of data compression in the form of signal power spectrum (fewer frequency points compared to large data size), application of linear solution methods, and the ease of closed form computation of gradients and Hessian matrix of the optimality criterion result in an efficient estimation algorithm for systems with varied spectral forms. The algorithm is implemented on a PDP 11/35 mini computer, and may be used for on-line monitoring and diagnostics of dynamic processes (nuclear power reactors, chemical industry processes), pattern recognition systems, and evaluation of sensor response time characteristics.     

A coordinated dispatch method for energy storage power system considering wind power ramp event

In response to the impact of wind power ramp events on power system, a forecast and coordinated dispatch method for wind power ramp events is proposed. Firstly, the LSTM neural network is utilized to multi-step forecast the wind power, which can identify the features such as amplitude and duration of wind power ramp event in advance. Then, an ahead-delay adjustment method (ADAM) for wind power ramp events is proposed, which coordinates the thermal power generation units (referred to as units) and the energy storage system (referred to as ESS) to make two-step adjustments during the period before and after wind power ramp event. Thereby reducing the ramp rate of wind power, while reducing the requirement for the output power and capacity of ESS. Based on the above methods, a coordinated dispatch model of units and ESS considering wind power ramp events is established. The units are coordinated in advance to ensure sufficient adjustable reserves during wind power ramp events. A more economical and reliable dispatch plan can be achieved by coordinating the units and ESS according to the judging conditions. Finally, the forecast performance test and the ramp dispatch simulation are carried out in case study to verify the effectiveness of the forecast and dispatch method.     

基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向跟踪算法

针对在空域非均匀噪声环境下目标定位跟踪问题,提出一种基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向(DOA)跟踪算法.首先结合噪声协方差矩阵估计结果实现对传感器接收信号的预白化处理,进而确定加权参数值,提出一种加权参数固化的最大能量算法,从而在声压与振速域噪声功率比未知的条件下提高了DOA估计精度.在此基础上,利用最大能量定向估计子输出信息来构建运动目标的量测方程,并在容积Kalman滤波框架下实现对于动态声源的状态跟踪.理论分析与仿真结果验证了算法的可行性和有效性.     

基于磁感应的油藏裂缝内地下无线传感网络定位

针对在油藏裂缝中地下无线传感网络节点定位问题,提出一种基于可变方向增强拉格朗日方法和粒子群优化相结合的定位算法。锚节点布置在井筒固定位置,传感器节点随压裂过程进入裂缝具有位置随机分布特性,节点间采用三线圈磁感应方式通信。推导了基于接收信号磁感应强度的节点间距离估计公式,据此获得全部节点与锚节点及与其邻居节点的距离集合。然后将定位问题转化为半定规划问题,并采用可变方向增强拉格朗日方法求解上述凸优化问题,获得初步定位,再将其作为粒子群优化算法的初始值,在上述初始值小邻域内局部搜索获得最优解作为最终定位。仿真结果表明该算法相对定位误差低于0.6,且定位精度受测量噪声变化影响较小。     

一种基于D-S 和ARIMA 的多模型软测量方法

针对传统软测量方法存在的预测性能差、融合能力低等缺点, 提出一种基于证据理论(D-S) 合成规则和差分自回归滑动平均(ARIMA) 模型的多模型软测量方法. 首先利用自适应模糊核聚类方法和最小二乘支持向量机建立多个子模型; 然后利用D-S 合成规则构造的概率分配函数作为权值因子, 对子模型输出进行融合以得到多模型的输出; 最后结合ARIMA 模型对静态多模型输出进行动态校正. 仿真研究与工业应用的结果表明, 所提出的方法具有良好的预测性能和融合能力.

     

用于吸油烟机气味降低度实验的传感器特性研究

介绍了TGS822型MOS传感器对丁酮的反应机理,分析了将该传感器应用于吸油烟机气味降低度实验的可行性。设计实验室内的模拟厨房检测系统,并进行了丁酮气味浓度上升与下降过程中传感器响应实验,绘制出传感器对丁酮的标准灵敏特性曲线。针对传感器个体间存在的不一致性,提出了依靠标准曲线上各浓度间线性关系的比例校正方法。随后建立了...     

基于软测量的球磨机优化控制方法

针对球磨机控制的难点和不足,提出了一种基于料位软测量技术的球磨机优化控制方法.首先,在分析球磨机系统特性和振动特性的基础上,确定了料位软测量的辅助变量.其次,基于最小二乘支持向量机算法,给出了一种球磨机料位软测量方法,并通过现场实测数据进行料位检测,结果表明该软测量方法的精度较高;最后,在料位软测量的基础上,提出了一种...     

高精度高灵敏体感空中鼠标的发射端设计

针对现有体感空中鼠标姿态解算精度不够高和响应不够快的问题,设计了高精度灵敏便携式体感空中鼠标发射端.采用STM32处理器实时采集传感器数据.采用传感器内部集成的数字运动处理单元(Digital Motion Processing,DMP)获得四元数,再通过数学公式运算得到欧拉角,之后使用互补滤波校正算法解算出人体手部姿态.采用无线模块将数据发送至接至PC机接收端,与电脑进行交互,实现体感鼠标功能.最后通过实验验证方案的有效性和可靠性,实验结果表明,相比欧拉角法和方向余弦法,该方案提出的基于四元数法并加入校正算法的姿态解算方法具有计算量小、运算速度快及精度高的特点.