基于奇异值分解的互相关时延估计优化算法

针对多站时差定位系统在低信噪比下无法获得准确的时延估计,进而影响时差定位的精度,提出一种基于奇异值分解和希尔伯特差值的互相关时延估计优化算法。首先对接收信号进行奇异值分解,提高信号的信噪比,然后将处理后的信号作互相关运算,最后通过希尔伯特差值法锐化相关函数的峰值,进一步提高时延估计精度。在相同条件下,模拟分析了不同算法的时延估计精度,结果表明,新的优化算法时延估计精度更高,具有良好的抗噪声性能。     

GIS局部放电特高频信号时延的分数阶希尔伯特估计算法

时延估计是GIS特高频局部放电检测基于时差定位的基础,是决定故障定位精度的关键。文中阐述了分数阶希尔伯特变换用于时延估计的理论基础,提出了基于分数阶希尔伯特变换的GIS特高频局部放电时延估计方法,并给出了时延估计算法的数值实现步骤。针对某220 kV GIS设备特高频局部放电巡检过程中在开关气室发现的异常局部放电信号,现场利用高速示波器采集开关气室两侧盆式绝缘子浇筑孔处泄露的特高频电磁波信号。根据文中提出的时延估计算法计算两路特高频电磁波信号时延,准确计算出放电源的空间位置,距盆式绝缘子浇筑孔1.25 m,该间隔开关气室解体后测量放电源距浇筑孔1.3 m。利用分数阶希尔伯特算法的局部放电放电源定位误差明显低于双谱时延估计算法和插值相关法时延估计算法,从而表明了该算法具有较好的有效性和实用性。     

基于小波变换的电缆局部放电定位中时延算法研究

在电缆局部放电定位直接相关法的基础上,研究出了一种基于小波变换的广义相关时延估计算法。此算法放宽了直接互相关法对信号与噪声的假设条件且在低信噪比下仍能有效估计时延;同时为了提高时延估计精度,在广义相关时延估计的基础上又研究出了基于基小波的二次加权法。利用PSCAD/EMTDC仿真分析论证了这两种算法在电缆局部放电定位中的有效性。     

基于相关法的低采样率超声水表时延估计方法

针对当前超声水表中相关法时间分辨率只能达到采样周期的问题,提出了一种基于相关法的低采样率超声水表时延估计方法.首先,研究了超声水表中所能达到的最大时间延迟;其次,讨论了相关法在超声水表当中的具体应用及插值算法对于提高流量测量精度的作用;最后,利用MATLAB软件对算法进行仿真评估了实际噪声条件下算法能达到的时延估计精度并搭建流量计量系统证明算法的有效性.仿真结果表明,在超声换能器频率为1 MHz、采样频率为4 MHz的情况下,时延估计的平均绝对误差在百皮秒内.表明该算法能在较低的采样频率下实现高精度的时延估计,在时延估计精度上比传统相关法更具有优越性.     

脉冲噪声下基于NAT函数的LFM信号多径时延估计

针对脉冲噪声环境下无法准确估计线性调频(LFM)信号多径时延的问题,分析非线性幅值变换法抑制脉冲噪声的原 理,设计了一种新的非线性幅值变换函数 P-NAT(piecewise-NAT)函数,证明了任意随机变量经该函数变换后存在有限二阶矩, 提出了基于 P-NAT 函数的 LFM 信号多径时延估计方法。 分别对发射信号和 P-NAT 函数变换后的含噪多径接收信号进行最佳 阶次 FRFT,根据 FRFT 域的峰值位置偏移量和时延的关系,实现 LFM 信号的多径时延估计。 仿真结果表明,该方法在广义信噪 比为 0 dB、噪声特征指数大于 0. 2 的情况下,时延估计归一化均方根误差小于 10 -4 ,适用于低信噪比和强脉冲噪声环境下的 LFM 信号多径时延估计。     

被动探测中相关Hilbert时延估计方法研究

被动探测具有反侦察、抗干扰及隐蔽性强等优点,成为当前提高电子对抗能力的一个研究热点,被动探测的关键技术之一就是通过有效的信号处理方法提取出多接收器的时间差,确定时差最基本的方法是进行信号相关来获得估计信息,相关算法虽然计算过程简单,但是算法对信号和噪声频谱特性要求比较高。希尔伯特变换具有把偶函数变为奇函数的数学特性,将相关峰锐化,从而提高时延估计精度,可以在信噪比较低的情况下保持满意的估计性能。     

转子碰摩声发射源定位中的 广义互相关时延估计研究

具有多模态波特征的转子系统碰摩声发射源信号在复杂体波导传播过程中,由于各模态波的速度差异及波形变异,常规的相关分析算法难以得到准确的时间差而无法进行准确的声源定位。针对这一问题,引入广义互相关(generalized cross correlation,GCC)时延估计方法计算声发射信号的达到时间差。基于模态声发射和随机过程理论建立声发射信号的传播模型,为消除噪声对定位的影响,提出基于相同分数阶因子和不同分数阶因子的最佳线形分数傅里叶(Fourier)变换域滤波的GCC时延估计;针对声发射信号在传播中因频散效应引起的波形变异,导致无法获取最大相关点的问题,提出对信号进行分段相关乘积处理和分段相关指数变换处理的改进方法。实验结果表明,GCC时延估计对在复杂体机构中传播的声发射信号能获得较好的相关性,具有较高的定位精度。     

基于分段CEEMD降噪的时延估计研究

为了提高信号非平稳、采样点数较多条件下的时延估计精度和速度,提出了一种基于分段CEEMD降噪的广义互相关时延估计方法。该方法首先将原始信号划分为等长的小信号段,再利用CEEMD阈值降噪方法滤除各小段信号的噪声成分,连接降噪小信号段构成原始信号的降噪信号,最后根据降噪信号的互相关峰值来估计时延。针对该方法中的分段段数和添噪次数的选取问题,在研究这两个参数对仿真人走动信号降噪精度和计算耗时等性能的影响的基础上,给出了参数的具体选择范围。将该方法应用于声定位系统的时延估计中,结果表明:在信号采样点数较多、低信噪比的情况下该方法仍能够较为快速、准确地估计时延。     

基于广义互相关的供水管道泄漏振动信号时延估计器性能研究

针对供水管道泄漏振动信号低信噪比下时延估计器性能差的问题,利用仿真分析与实验验证相结合的方法,对互相关(CC),脉冲响应(ROTH)、平滑相干变换(SCOT)、维纳(WIENER)、相位变换(PHAT)和最大似然(ML)这6种时延估计器在供水管网泄漏声振动信号下的性能进行研究。首先,在不同噪声类型下分别研究了6种时延估计器随着信噪比的变化规律;然后,分析了不同信噪比下时延计器的噪声抑制性能;最后,将6种时延估计器应用于供水管道泄漏定位实验中,分析不同时延估计器产生的泄漏定位相对误差来比较他们的噪声抑制性能。仿真分析和实验验证表明,SCOT时延估计器在噪声抑制方面性能最优,基于SCOT时延估计器的供水管道泄漏平均相对定位误差为3.48%,Wiener时延估计器性能最差,平均相对定位误差为18.23%。     

基于递归最小二乘的单通道混合信号时延估计算法

针对单通道混合信号的时延估计问题,提出了一种基于递归最小二乘(recursive least squares,RLS)的算法,将时延估计分为了基于循环统计量的粗估计和基于RLS的细估计过程,用二乘方的时间平均准则,对时延粗估计值进行迭代更新,完成整个估计过程.该算法结构简单,收敛速度快,估计精度提升明显,但较依赖于两路...