ZFFT与Chirp-Z变换细化选带的频谱分析对比

在细化选带频谱分析中，复调制细化方法（ZFFT）和线性调频Z变换方法（Chirp—Z变换）是常用的两种方法。通过理论分析和仿真计算，对两者在算法、特点和误差方面进行对比分析表明：对于单频率和谱线干涉不严重的多频率谐波成分，使用FFT后进行校正，或者使用CZT细化分析，均能得到高精度的频率、幅值和相位，不必使用ZFFT；对于发生严重干涉现象的密集多频率谐波成分，ZFFT通过增大细化倍数后重采样，把干涉的各频率成分分离后进行校正可获得高精度的信号参数，但CZT只是把细化分析频带局部放大，无法消除干涉影响，提高频率分辨率也无法分离出信号的真实频率成分。通过增大采样点数，减少干涉产生的误差，CZT可以获得较高精度的信号参数，但却大大增加了运算时间。     

连续小波变换快速带通滤波实现算法的研究

针对连续小波变换(Continuous wavelet transform,CWT)计算量较大的问题,提出了一种利用带通滤波实现CWT的快速算法.根据CWT的定义,可将某一尺度下的小波函数看作一带通滤波器的传递函数,于是对信号和小波函数分别进行采样后,再利用快速傅里叶变换实现两个序列的线性卷积,便能求出相应尺度下的小波系数.推导了任意尺度对应的频率与尺度、小波中心频率、信号采样频率、小波函数采样频率之间的关系式,并分析了算法的计算量.仿真和应用结果表明,该法速度很快,精度较高,并且尺度可以任意取值,非常适合于工程应用.     

用锤击法和变时基技术进行黄河铁路桥的模态试验分析

介绍了用力锤激励铁路运动实际桥梁模态分析的特别试验。试验采用了新技术,一、弹性聚能力锤延长了力的激励时间,使激励力的能量聚集在低频处;二、使用了变时基（Ｖａｒｉｅｄ－Ｔｉｍｅ－Ｂａｓｅ）传递函数模态分析方法,极大提高了大型结构的传递函数的分析精度,从而使锤击法进行大型土木结构的模态试验成为可能。本文是国内外首次利用锤击激励进行的铁路运行实际桥梁模态分析的成功试验,具有一定的科研和应用价值。     

基于超声波A/D采样法的相位差位移测量方法

为了提高超声波位移测量分辨率,提出一种基于超声波A/D采样法的超声波相位差位移测量方法,利用超声波信号的相邻采样数据之差,消除了超声波信号中的直流成分对相位差位移测量的影响,再通过不同相邻采样数据之差的比值建立了相位差位移测量的数学模型,由此获得较高的相位差位移测量分辨率。该方法的采样电路简单,不需要高倍数超声波信号采样率,仅需在一个超声波信号周期里采样10几个数据,就可获得亚微米级的位移测量分辨率。实验结果验证了该方法的有效性。基于该方法研制的超声波位移测量平台,若超声波频率选用40 kHz,则位移测量分辨率可达1 μm。     

压缩感知在医学超声成像中的仿真应用研究

为了解决医学超声成像系统中面临的采样率高,数据量大的问题,提出将压缩感知理论方法用于医学超声成像。首先建立了超声信号在时域的稀疏表达模型,然后利用模拟信息转换器对信号进行稀疏采样,最后使用最优化方法完成回波信号重建,利用合成发射孔径方式完成最终超声成像。为了验证算法的有效性,利用Field II对点目标以及复杂组织目标进行了仿真实验,在均方误差、分辨率、对比度以及成像质量上与常规成像结果对比分析。结果表明,采用1/2奈奎斯特采样频率,以30%原始数据所完成的成像仍然可保证良好的图像质量。采用压缩感知理论可以大幅度降低医学超声系统的采样率及总数据量。     

一种舱音背景声的特征频率获取方法-CZT算法

针对传统舱音译码系统在辨听、分析舱音背景声上的不足,并利用线性调频Z变换(CZT)适用于高采样频率的信号、而且计算中可以任意调整频率的分辨率等频谱分析的灵活性,提出基于CZT获取飞机舱音背景声的特征频率的新方法.通过仿真和以飞机驾驶舱高速配平移动背景声为例进行计算分析.和实验测试结果对比得出:CZT方法是一种适合于确定舱音背景声特征频率的有效方法,对调查飞机事故原因具有较好的实用性.     

半功率带宽法与INV阻尼计法求阻尼比的研究

半功率带宽法是国内外常用的测试阻尼的方法，笔者发现半功率带宽法由于受到信号处理中的①采样频率SF②频率分辨率△f③采样频率与信号频率之比K④采样分析的长度T和⑤阻尼比D的大小等因素的影响使得测得的阻尼比值波动很大，除少数状态是可信的外，多数状态是不稳定的，有时误差惊人，得到的测试数据不能使用，易导致错误的结论。文内提出了一种创新的INV阻尼计法，它具有高精度、高准确率、操作方便等特点，使阻尼比测试有了一个突破。文内把两种方法与时域波形衰减法求阻尼比进行了对比分析，以供同行专家参考。     

基于多通道重构的SAR方位的性能分析和算法研究

SAR DPCMAB(方位向多相位中心多波速模式)能够提高方位向采样率,同时却带来非均匀采样的问题,通过频谱重构算法能够有效的恢复原信号频谱。但是在SAR传感器运行过程中存在通道特性不一致,采样时刻偏差,噪声等干扰因素,导致重构后的信号出现频谱噪声,重构精度收到影响。研究一种基于方位向相位中心偏移天线技术的机载SAR实现方法。通过在方位向上安置相位中心偏移的多个波束来降低系统对脉冲重复频率的要求,从而在保证方位向分辨率不变的条件下能够扩展机载SAR的测绘带宽。针对由PRF的变化造成的方位信号非均匀采样,采用多通道重构算法来恢复均匀采样信号。并以两通道机载SAR为例,通过仿真实例验证该算法的有效性。     

气体泄漏声源的时域压缩波达方向估计研究

针对现有压缩感知算法中对模拟信号压缩采样的不足以及传统测量矩阵存储量和计算量大等问题,提出一种基于模拟信号时域压缩的波达方向(DOA, Direction Of Arrival)估计算法,并应用于气体泄漏声源方位估计研究。首先建立气体泄漏声源DOA估计模型,然后设计一种直接非均匀随机欠采样方案,并构造相对应的形式简单的等效测量矩阵,实现对模拟声源信号的直接压缩采样,避免了传统测量矩阵数据量大及计算复杂度高等问题,最后采用子空间追踪算法进行重构,实现了较快的计算速度和较高的重构精度。理论分析和实验表明,该算法能成功实现气体泄漏声源的DOA估计,且在显著降低信号采样率和计算复杂度的同时,实现了较高的估计精度和分辨率,估计性能更佳。     

基于EDFT的非均匀欠采样叶尖定时信号分析

针对叶尖定时信号因严重的非均匀采样和欠采样导致的谱分析难题,提出了基于扩展离散傅里叶变换(EDFT)的分析方法。不同于传统的傅里叶变换,EDFT是以傅里叶积分变换为目标,在扩展的频率范围内通过构造和优化变换基函数替代传统FFT变换中的指数基来实现非均匀和欠采样信号的谱分析,在分析中利用原始数据迭代和近似拟合保证了分析精度。该方法突破了奈奎斯特采样定理的限制,扩大了分析频率范围,分析谱线数也不再受限于采样点数,提高了频率分辨率。为了验证所提方法的可行性和可靠性,采用所构建的叶尖定时系统采样数学模型生成数据和试验台测试数据分别进行了方法应用分析,结果显示无论是仿真数据或试验数据,当传感器数量大于等于3时,基于该方法能够准确分析得到叶片振动的谱信号,表明该方法可以有效地解决非均匀欠采样叶尖定时信号的谱分析的难题,且具有良好的抗干扰性。