基于复解析带通滤波器的复调制细化谱分析原理和方法

采用复解析带通滤波器进行选带细化谱分析的原理为：构造复解析带通滤器－对时域信号隔D（细化倍数）点或2D点进行复解析带通滤波－移频－进行FFT和谱分析。与传统复调制细化谱分析相比,由于只对细化选抽点进行移频,大大节省了内存空间,减少了计算工作量;由于先选抽滤波后移频,避免了较复杂的频率调整过程,复解析滤波器的负频率部分幅值为零,能够大大降低对数字滤波器特性的要求,提高细化分析的最大倍数和细化谱分析的精度,仿真研究表明,采用FIR一级数字滤波器,当半阶数为500时,最大细化倍数可达150,仍能保证幅值分析精度误差在1％以内,采用二级FIR滤波器,最大细化倍数可达2000倍以上。     

复解析带通滤波器及其在解调分析中的应用

复调制带通滤波器具有负频率为零、冲击响应函数实部和虚部有 90°相移的特点 ,能将带通滤波和希尔伯特变换合为一体 ,只要选择合适的滤波参数 ,在解调分析中将不包括故障信息的时域相加信号滤掉 ,且能避免广义检波滤波解调分析中的混频效应。利用此原理 ,并将最大细化倍数与带通滤波器的宽度之间建立了严格的数学关系 ,以避免为了大幅度提高运算速度而只对选抽点进行变换可能产生的频混现象 ,优化了现代设备故障诊断广泛应用的窄带希尔伯特变换解调分析的算法     

基于密集频谱校正的电流信号高准确度分离技术

为实现具有密集频谱的频谱校正分离,通过研究基于复调制移频和低通滤波器的传统Zoom-FFT方法和频谱校正方法,提出一种电流信号高准确度分离方法。该方法采用基于复解析带通滤波器和复调制移频的频谱细化方法和比值校正法对电流信号进行频谱细化校正,实现电流信号的高准确度分离。研究结果表明,该文采用的频谱细化校正方法运算量小,计算速度快、准确度高,能够实现电流信号的高准确度分离。     

基于复解析小波变换的瞬时频率分析方法

提出了利用基于复解析小波变换的瞬时频率分析的新方法。复解析小波变换将Hilbert变换与小波分析紧密结合在一起，具有自适应分析能力。对信号作复小波解析变换得到信号的瞬时频率，通过瞬时频率的功率谱分析就可提取信号特征。通过对齿轮故障振动信号的分析，表明该方法能有效地诊断齿轮局部故障，且与传统的频域方法相比具有更好的分析效果。     

基于STFT的振动信号解调方法及其在轴承故障检测中的应用

从信号滤波角度,对基于STFT的振动信号解调方法的原理和影响其解调性能的各种因素进行了严格的理论分析,指出该解调方法实质是基于复解析带通滤波的Hilbert变换解调法.严格证明了在利用Hilbert变换进行包络解调分析时,只要带通滤波器通带范围包括调制信号的部分频率成分,就可解调出被调制信号的周期成分.为了避免对所有的解调信号序列进行包络谱分析,提出按峭度值最大化准则选择一组含有丰富故障信息的解调信号序列进行包络幅值谱分析.基于以上讨论,给出了实用的基于STFT的振动信号解调算法.为了验证提出的解调算法的有效性,用该算法对仿真和实际轴承故障信号进行了解调分析,分析结果表明,利用该算法能有效地检测轴承故障.     

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。     

基于余弦基神经网络的FIR滤波器设计

提出了一种基于余弦基神经网络FIR滤波器的设计方法。根据线性相位FIR滤波器的幅频特性是有限项的傅里叶级数,构造了一个三层余弦基神经网络模型,并给出了最优隐层神经元的个数。经模拟仿真,滤波器性能非常理想,具有同时输出低通、高通、带通、带阻各种功能,通带、阻带无过冲无波动,边界频率可以精确控制。     

正交复滤波器与小波的数值构造

研究了参数化正交复滤波器与小波的数值构造方法.在以往研究成果的基础上,建立了构造正交复滤波器的蝶形算法,该算法便于计算任意长度紧支集复滤波器,便于优化参数设计所需的滤波器与小波.并且研究了参数变化与复滤波器性质的关系,给出相关定理并加以证明.最后给出不同参数下复滤波器、复尺度函数和复小波的计算实例,通过参数优化得到具有对称性和近似线性幅频特性的复小波函数.     

采用IFIR技术的二级FRM滤波器的设计

为获得更好的频率瞄准式干扰效果，需设计一款过渡带尽量窄、带外衰减尽量大的带通滤波器，以避免发射干扰信号时产生的频率泄漏影响对信号的接收。由于现有硬件资源有限，且滤波器过渡带与带外衰减的设计方法无法满足高性能滤波器的设计要求，因此文章采用改进结构的二级有限脉冲响应内插-频率响应屏蔽(Interpolated FiniteImpulse Response-Frequency Response Masking,IFIR-FRM)滤波技术设计高性能带通滤波器，以满足水声对抗器材对频率瞄准技术的性能要求，同时降低了设计复杂度。仿真结果表明，该方法在降低窄带带通FRM滤波器计算复杂度方面效果明显，有效减少了乘法器的使用，降低了目标滤波器设计的阶数，达到频率瞄准式干扰工作模式的技术指标。     

希尔伯特变换及其在故障诊断中的应用

本文通过理论分析和实际工程应用讨论了希尔伯特变换的原理及其在解决齿轮箱调制故障中的应用，并将重抽与滤波有效地结合起来以得到了最大细化倍数的解调谱，从而提高了解调谱的分辨率，运算速度及精度。     

解调分析中差频现象的理论分析及细化解调／频谱分析集成算法

应用泰勒级数展开方法研究了解调分析中的差频现象,指出信号解调前必须滤除与调制信息无关的加性频率成分。为方便实际应用,提出了细化解调／频谱分析集成算法,算法中两种信号分析方法均由带通滤波、Hibert变换和重抽样三个步骤组成,算法实现时将这三个步骤集成在一个复解析带通滤波过程之中,具有很高的计算效率,算法的有效性得到了仿真的验证。     

基于FIR 数字滤波器的扫描图像去网

针对扫描图像,提出了一种基于FIR 数字低通滤波器的去网方法,该方法是将图像从空间域转换到频率域,对频率域图像进行FIR 低通滤波处理,结合图像评价指标PSNR,选择最优的滤波器参数。用该去网算法与常用的去网算法进行了比较,结果表明,该去网算法在达到去网效果的同时能够更好地保留边缘信息。     

密集频率数字信号的判定和校正方法

数字信号的频谱分析中,DFT只得到的频谱可以粗略确定实验信号各谐波频率,振幅和相位,单频谱谐波在其频率的某一邻域内的细化幅值频谱和相位频谱具有显著的特征,通过分析比较,单频率谐波细化频谱与矩形窗的频谱极其相似,依此为准绳,可以判定密集频率信号,进而通过待定谐波参数,选择合适的参数区间和步长组合循环计算,并用矩形窗频谱近似单频率谐波细化频谱的办法,则可以还原校正密集频率的谐波参数,校正精度略低于细化频谱对单频率谐波的计算结果,该方法可以较好的进行情况多变的多个密集频率频谱分析,越多的密集频谱,需要更大的计算量。     

基于双树复小波包峭度图的轴承故障诊断研究

针对传统包络谱和峭度图分析技术的缺陷,提出了一种基于双树复小波包峭度图的轴承故障诊断方法。该方法综合利用了双树复小波包变换和峭度图分析技术,克服了原峭度图方法只采用FIR和短时傅立叶变换滤波器的缺点,提高了从强噪声环境中提取瞬态冲击特征的能力。首先利用双树复小波包变换,将振动信号分解成不同频带的分量,然后计算各小波分量的谱峭度,再利用谱峭度的滤波器作用,计算最大峭度值对应分量信号的包络谱,根据包络谱就可识别齿轮箱轴承的故障部位和类型。齿轮箱轴承故障振动实验信号的研究结果表明：该方法不仅提高了信噪比和频带选择的正确性,而且能有效地识别轴承的故障。     

解调分析的一种优化方法

在分析当前的解调方法原理和实现方法的基础上，针对宽带解调方法将不包括故障的两时域相加信号，也以频率之差作为调制信号解出而引起误诊断的特点［４］，提出将带通滤波与希尔伯特变换和细化重抽样有机结合起来的解调算法。提高了解调分析的速度和精度，克服了希尔伯特变换应用的局限性。     

Complex correction of data acquisition channels using FIR equalizerfilters

The common conviction about FIR (finite impulse response) digital filters is that the number of necessary taps, to reach the same performance as provided by IIR (infinite impulse response) digital filters, is usually too large. Moreover, the standard FIR filter design algorithm (Remez exchange) allows the design of linear-phase filters only. Therefore, IIR filters are often preferred over FIR ones, without any further investigations. This paper presents a case study of complex (amplitude and phase) equalization of the passband of a commercial anti-aliasing filter. The novelty is the usage of an FIR filter for this purpose (or an FIR one, combined with a low-order IIR filter), and a thorough discussion of the special design aspects. It turns out that for the given anti-aliasing filter (a Cauer filter of order 11) an FIR filter of length 60···100 can perform as well as a 26/26 (numerator order/denominator order) IIR one. The properties are even better if a low-order IIR filter is used in combination with an FIR one (orders, e.g., 1/1+40/0). Because of the absence of stability problems and the ease of implementation, the use of FIR filters is suggested     

A bit‐sliced design for a programmable digital filter

Abstract

A 14‐span programmable low‐pass FIR digital filter is implemented with a decimation structure. With the aid of bitsliced technique, the tedious data flow that results from sharing unified arithmetic circuits can be operated in real‐time mode, and the sampling rate is up to 102.4 KHz.     

平稳和非平稳振动信号的若干处理方法及发展

回顾了稳态或准稳态振动信号处理方法中的离散频谱分析与校正，细化选带频谱分析，解调分析和高阶谱分析，非平稳振动信号处理方法中的转速跟踪分析，短时傅立叶分析，Wigner-Ville分布，小波分析和Hibert-Huang变换的发展历史，论述了各类方法的原理，分析其特点和在工程中的应用，探讨了发展前景。