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。     

离散频谱的频率抽取校正法

在对几种现有的离散频谱校正的方法作了综合分析和回顾的基础上,对现有的频谱校正方法进行了改进,提出了一种新的校正方法——频率抽取校正法,通过抽取幅值谱中最大谱线处的频率成分来确定信号分量的频率,采用最小二乘拟合法修正其幅值和相位,如此循环抽取和修正即可逼近原始信号。仿真结果表明,该方法提高了离散频谱校正的精度,且实现方便,适用于一般的工程平稳信号处理。     

频谱校正时谱线干涉的影响及判定方法

针对现代比例（内插）频谱校正法要求参与计算的两条谱线只包含单频率成分信号的特点，分析了包含有两个以上频率成分信号和负频率成分所产生的谱线干涉现象及由此带来的较大校正误差问题，推导并提出了离散频谱中谱干涉的相位和幅值综合判断方法以及校正的可信度，当可信度为１００％时，此离散谱峰为单频率成分，由此实现了单频率信号离散频谱的自动校正。仿真计算表明该方法简便易行、精度高     

离散密集频谱细化分析与校正方法研究进展

对近年来频谱校正领域中离散密集频谱细化分析与校正方法的理论研究和发展现状进行了回顾。根据信号所包含的频率分量的数目,将密集频谱细化分析与校正方法分为两类：一类是包含两个密集频率成分信号的频谱细化方法,另一类是包含三个及以上密集频率成分信号的频谱细化方法。综合阐明了各种离散密集频谱细化分析与校正方法的基本思想、算法原理、特点及其在工程中的应用。分析了现有密集频谱细化分析与校正方法的优缺点,并对离散密集频谱细化分析与校正领域的发展前景进行了展望。     

基于离散频谱校正提高数字化交流测量精度

针对计量机构对于提高交流信号测量精度的要求,本文提出了一种基于离散频谱分析校正的数字化交流信号测量方案。该测量方案中包含了硬件和软件两个部分,硬件部分为具有数据传输功能的数字化万用表,对模拟信号进行采样,并进行数字化处理,输出数字化量值;软件部分为离散频谱校正算法,通过计算机对采样得到的数字化量值进行离散频谱校正,尽可能的减小数字化采样带来的"栅栏效应"和"频谱泄露",提高对交流信号采样测量的精度,达到计量的要求。利用MATLAB对离散频谱校正的算法进行仿真分析,对于工频下含有谐波的正弦波进行测试,从仿真上证明了其提高精度的可靠性。最后使用FLUKE 5700A标准电压源进行实验,对比未进行校正时测量精度和校正后的测量精度,得出离散频谱校正可以提高数字化测量精度的结论,可用于计量中。     

Moore响度的三种计算方法

简单介绍了Moore响度模型的计算过程,针对该模型以参数化方式输入信号频谱的特点,提出了直接FFT(快速傅里叶变换)频谱算法、FFT校正频谱算法和1/3倍频程谱算法等3条Moore响度计算路线,分析对比了3种不同算法对典型信号响度计算精度的影响。分析结果表明:对纯音或复合音信号,可采用FFT校正频谱算法或点数为4096的直接FFT频谱算法计算响度;对带宽较宽的噪声信号,建议采用1/3倍频程谱计算响度。     

极低频信号的一种离散频谱校正新方法

对于振动工程中常见的极低频、极短时、极高频(接近奈奎斯特频率)等极端频率信号,常用的离散频谱分析与校正方法存在较大误差.对极端频率信号的典型情形进行了分析,针对极端频率信号中的极低频信号,提出了一种计及负频率成分干涉影响的离散频谱校正新方法.该方法基于Blackman窗,利用局部谱峰附近的三条谱线,建立包含正负频率贡献的离散频谱校正模型,通过对模型的求解获得频率、幅值和相位校正公式.采用频段内扫描的方式对频谱校正公式进行了仿真验证,结果表明所提方法有效降低了负频率成分的干涉影响,对极低频信号的频率、幅值和相位校正有较高的精度.     

离散频谱的校正方法综述

回顾了近年来平稳信号处理领域中离散频谱校正的理论研究和发展现状。根据时域信号的组成结构不同,分为两个方面:一是包含单频率成分或者多个间隔较大的频率成分信号的频谱校正方法,另一方面是包含多个密集频率成分信号的频谱校正方法。综合论述了各种离散频谱校正方法的原理、特点及其在工程中的应用。最后还对利用高阶统计量进行谐波恢复和信号重构的频谱分析方法进行了阐述,并对离散频谱校正领域的发展前景进行了探讨和展望。     

窗谱校正方法的实用峰值搜寻算法研究

因窗函数的多样性及大部分窗函数的频谱公式过于复杂，利用窗函数频谱图形的校正方法在实际使用中有其局限性。本文通过对加窗信号的傅氏变换的分析，得出泄漏对信号的频域参量影响的定量表达式，推导出对信号的频域参量进行校正的一般性公式。在此基础上提出一种实用的窗函数频谱峰值搜寻算法。仿真结果表明窗谱图形峰值搜寻校正方法同样可达到窗谱公式校正方法的精度。     

基于频谱校正的多频信号检测技术研究

针对运用频谱校正技术检测多频信号的精度受传统窗函数的特性限制不能继续提高这一技术瓶颈。提出运用卷积运算构造具有更加优良性能新窗函数的方法,对生成新窗函数的特性进行理论分析,从理论上证明了新窗函数的存在性以及特性优良的原因。立足于现有频谱校正方法论证了新窗函数应用在频谱校正理论中的可行性。仿真结果表明这种新方法构造的窗函数性能优越,用其进行频谱校正可大幅度提高频谱校正技术对多频信号分析的精度。     

全相位频谱校正技术在水声通信中的应用研究

多普勒效应是影响水下移动通信性能的主要因素,准确估计多普勒频移对提高通信系统可靠性具有重要意义。在进行离散频谱分析时,时域非整周期截断会造成频域能量的泄漏,导致频谱估计精度降低。全相位频谱分析具有良好的抑制频谱泄漏特性及相位不变性。仿真验证了全相位频谱校正技术相对于传统频谱校正技术在估计性能上的优势,并在此基础上探讨了全相位频谱校正技术在水声通信中的应用。采用全相位频谱校正技术进行多普勒频移估计,进而进行多普勒补偿以降低通信系统误码率。仿真结果表明,全相位频谱校正技术能够实现高精度多普勒频移估计,从而提高水下移动通信系统的可靠性。     

频谱校正理论的发展

在分析国内外各种频谱校正方法优缺点的基础上 ,系统地评述三点卷积校正法、比值 (内插法 )校正法及相位校正法等若干理论发展及应用问题。目前频谱校正理论已经能准确地自动识别出离散频谱中的单频成分和间隔较远的多频率成分 ,并自动校正其频率、幅值和相位 ;对多频成分谱线干涉中的单频成分能自动判定 ,且能用参数识别法对两个密集频谱进行校正 ;对于密集频率成分信号 ,可用频谱细化的方法 ,将发生谱线干涉的各谱峰分离开 ,再进行识别和校正。在不采长样时 ,密集频率成分和连续谱的识别和校正技术将是主要研究方向。频谱校正理论在振动信号分析和故障诊断中具有广阔的工程应用前景     

基于FPGA的频谱仪设计

研究信号频谱在科研领域中具有重大意义,能直观深入地了解信号特征。采用Spartan-3E型FPGA设计一种简易的频谱分析仪。该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字混频、数字滤波、数字FFT和频谱观测。经测试,该系统能够分析信号带宽为(0~100)KHz,最低分辨率达到1Hz,将分析结果导入MATLAB后可观测到精确频谱。整个系统工作稳定,操作方便,且成本不高。     

基于频谱相似度的ICA不确定性快速消除

为了消除ICA估计的排序、相位、幅值等盲不确定性,提出一种基于快速傅立叶变换与频谱最大相似度为准则的ICA估计源校正方法.借助于观测信号的混合特征和频谱特性以及估计信号的频谱特性的分析,成功地消除汽车变速箱振动估计信号的不确定性.仿真结果证明该方法的有效性,也表明该法在源的识别和重构方面具有较大的应用潜力.     

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LabVIEW的相位差测量仿真平台设计

本文设计实现了一个基于LabVIEW的相位差测试平台,采用频谱分析法、过零点法和相关分析法3种方法实现信号的相位差测量,设计产生信号噪声源模拟真实测量环境,实验验证3种测量方法的测量准确度,分析它们各自的适用范围。一、相位差测量原理1.频谱分析法频谱分析法是通过对被检测信号进行频谱分析,获得信号的相频特性,然后计算两信号在主频率处对     

频谱泄漏校正的多频实信号频率估计算法

为抑制多频实信号中负频率频谱泄漏和正频率频谱间相互泄漏对频率估计的影响,提出一种频谱泄漏校正的频率估计算法。利用FFT法对采样信号进行预处理,得到每个分量的频谱索引;对信号频谱进行插值分析,构造所有负频率和非待估计正频率的频谱插值;采用相减策略将信号频谱插值和构造的频谱插值相减,得到抑制了频谱泄漏的待估计正频率频谱插值;对生成的频谱插值进行分析,得到各分量频谱偏移量估计值;经迭代计算得到各分量精确的频率、幅值和初相位估计值。在不同频率间隔、不同信噪比等条件下的仿真实验结果表明:所提算法具有良好的频率估计性能,有效抑制了频谱泄漏的影响,提高了多频实信号的频率估计精度,使得频率估计值的均方误差更接近于克拉美罗下限。此外,在LFMCW雷达实验平台上进行了测距实验,检验了所提算法的实际应用效果。     

基于相位差校正技术的动平衡信号高精度测量

提出利用相位差校正技术实现动平衡信号的高精度测量.对原始随机采样的振动信号序列时移构造相同点数的新序列,分别对这两个信号序列加对称窗函数进行FFT分析,利用各自离散频谱中对应峰值谱线的相位差求取信号幅值和相位的校正量,最后根据该校正量得到基频不平衡信号的特征参数,同时也说明了对称窗函数的选取原则.该方法的采样频率不受待测信号频率影响,不需要整周期采样,算法实现方便,实时性好,且加适当的窗函数可以消除信号中的谐波、噪声干扰.实验结果表明该方法能够实现动平衡信号参数的高精度测量.     

基于Duffing振子的信号频谱重构随机共振研究

针对信号特征频率和采样频率所要求的匹配关系对Duffing振子变尺度随机共振的限制,研究一种频谱重构的信号预处理方法,并进一步提出基于Duffing振子的信号频谱重构随机共振方法。该方法通过引入频谱重构参数实现信号特征频率的灵活转化,与变尺度方法和阻尼比参数调节方法相结合,可以实现任意信号特征频率和采样频率下的Duffing系统的大参数随机共振,从而扩展其在微弱信号处理中的应用。数值仿真和故障诊断实例分析均验证了该方法的有效性。     

离散频谱四点能量重心校正法及抗噪性能分析

在对比离散频谱能量重心法采用不同点数时的频率、幅值和相位校正精度的基础上提出了4点能量重心校正法,推导了高斯白噪声背景下单频率谐波信号采用4点能量重心法进行频率、幅值和相位校正的统计方差公式,通过仿真计算验证了其正确性.分析对比了采用不同点数进行能量重心校正时的优缺点,建议在工程中采用Han-ning窗4点能量重心法进行谐波信号离散频谱校正.