谐振式光纤陀螺数字锁相放大器设计

介绍了基于双频率锯齿波组合调制的谐振式光纤陀螺（R-FOG）的检测原理,分析了数字系统信号相关检测的理论.通过分析陀螺输出信号的特点,利用可编程逻辑器件（FPGA）产生的同步方波进行解调,优化设计了一种用于R-FOG检测系统的数字锁相放大器,并分析了其相关检测的信噪比改善.应用于陀螺系统,实现了谐振频率快速、稳定的跟踪锁定.实验结果表明,设计的检测电路满足闭环反馈的精度要求,锁定时间为1.1 ms.     

新型再入式光纤陀螺信号检测灵敏度的研究

为了进一步提高光纤陀螺的检测精度,首先在研究了新型再入式光纤陀螺（RE-FOG）的基本原理及输出信号的基础上,对无源和有源2种结构RE-FOG的检测精度进行了理论分析,并根据干涉信号的特点提出了一种新的信号检测方法．然后讨论了有源结构中自发辐射（ASE）噪声对陀螺灵敏度的影响,并通过实验发现噪声主要依赖于线圈的带宽．最后通过实验和分析得出,在相同光纤长度并考虑自发辐射噪声的前提下,与传统IFOG相比该新型RE-FOG的灵敏度可以提高2个数量级．     

光纤SINS/GPS组合导航系统分析

为提高光纤陀螺捷联惯导系统的精度,以光纤陀螺捷联惯导系统与全球定位系统（GPS Globle Position System）为研究对象,采用联邦卡尔曼滤波算法,构成了SINS/GPS（Strap-down Inertial Navigation Systerm/Globle Position System）组合导航系统。仿真结果表明,该算法能及时修正子滤波器的偏差,大大降低子滤波器的模型误差,进而提高整个滤波器的精度,并有效克服了滤波发散现象。     

超声无损检测中基于支持向量机的自适应裂谱分析法

传统裂谱分析（SSP）方法对滤波器类型及其参数选择过于敏感,优化处理算法的信噪分离规则不能根据应用场合、信号和噪声的性质进行自适应调整.为了提高超声无损检测（UNDT）和无损评价（UNDE）中基础数据的信噪比（SNR）,提出了一种基于支持向量机（SVM）模式识别理论的自适应裂谱分析方法.采用以高斯函数为核函数的SVM所构成的信噪分离器,对信号和噪声进行识别和分离,从而消除噪声,得到高信噪比的超声回波信号.实验结果表明,与传统裂谱分析方法相比,该方法提高了消噪性能的稳定性,增强了湮没晶粒（或其他散射体）散射中缺陷回波信号的能力.     

一种适用于OFDM系统的自适应AGC改进方法

动态环境下,光纤陀螺的噪声更加难于处理并且是制约光纤捷联惯导精度的重要因素。针对光纤陀螺动态信号的复杂特性难以准确估计,提出一种利用广义交叉验证对信号的小波分解层分层确定阈值的方法。在信号先验统计特性未知的情况下,利用广义交叉验证原理,该方法能够识别信号和噪声所在的小波分解层,从而分层自适应给出合理阈值。对模拟数据和动态信号仿真算例的分析表明,该方法可有效解决在动态条件下抑制光纤陀螺噪声与保留高频信号的矛盾,提高光纤陀螺动态信号处理的精度。     

陀螺飞轮信号的EMD/LPF混合去噪方法

为提高陀螺飞轮系统的标定与辨识精度进而保证姿态测量性能,对其信号去噪方法进行研究以便从复杂噪声中提取标定辨识所需的有用信息.首先基于噪声产生机理对陀螺飞轮信号的噪声特性进行分析.其次,在不影响信号低频特性的前提下,采用传统低通滤波（LPF）方法对信号进行预处理以抑制高频周期噪声.然后应用经验模态分解方法（EMD）对LPF预处理后的信号进行分解,根据信号和各模态分量的概率密度函数的相似性度量,给出一种模态判定准则.在此基础上,结合现有阈值滤波方法,提出一种EMD/LPF混合去噪方案. 结果表明:所提出的基于相似性度量的模态判定准则在不同信噪比条件下均能够实现分界点的准确判定;将所研究的去噪方法分别应用于标准测试信号和陀螺飞轮实测信号;所提出的混合去噪方法相比于现有去噪方法更为有效.     

高精度数字闭环光纤陀螺的调制增益控制

高精度光纤陀螺广泛采用数字闭环处理的方案,因此闭环增益控制的误差将会影响到陀螺性能.从光纤陀螺的信号处理原理出发,分析了光纤陀螺的关键器件Y波导的半波电压波动对陀螺精度的影响,并针对此提出了光纤陀螺调制增益控制的原理.根据该原理,设计了基于四态调制的双闭环数字信号处理方案,用来对调制增益漂移进行实时跟踪和补偿.实验结果表明,该方案提高了陀螺的零偏稳定性以及标度因数线性度,改善了陀螺性能.     

光纤陀螺数字闭环检测方案中D/A、A/D的配置及数字滤波问题的研究

研究了方波偏量、阶梯波反馈控制的光纤陀螺数字式闭环检测方案，重点是应用测量原理，对如何合理确定D／A、A／D的位数与“位权”问题进行了深入的理论分析，提出了自己的见解。通过对系统的非线性指标和系统允许的最大角加速度的分析来确定D／A的位数；通过对光纤陀螺输出的方波信号的幅度和信噪比的分析来确定A／D的位数。分析研究的结果对这种检测方案的优化有重要参考价值。     

捷联惯导寻北中卡尔曼滤波器的设计

针对捷联惯性寻北系统无转动机构、算法简单,但对陀螺精度要求高的特点,提出了应用于车载捷联寻北系统的卡尔曼滤波器,通过卡尔曼滤波器提高系统寻北精度。首先建立陀螺信号的自回归时间序列模型,然后对陀螺数据进行卡尔曼滤波处理,并进行仿真试验验证。结果表明,设计的卡尔曼滤波器滤波效果显著,陀螺信号噪声得到了明显抑制,有效提高了寻北精度,验证了捷联惯性单位置寻北法的工程可行性。     

复用双轴光纤陀螺仪

为了降低光纤陀螺的成本,提出一种采用时分复用方法的干涉型双轴光纤陀螺仪方案.通过在单轴光纤陀螺结构中增加2个耦合器和1个光纤环,得到复用双轴光纤陀螺的结构.由于不同长度光纤环的渡越时间不同,在合理设计2个光纤环长度比的条件下可应用时延差分调制方法,可以从调制周期中不同阶段的干涉强度信号中分别得到2个轴的角速率信息.基于上述方案制作了实验样机,对系统的功能和静态性能进行验证测试,结果表明:该方案样机角度随机游走优于0.05°/h1/2,零偏稳定性优于0.85°/h.此双轴系统将每轴角速率的成本约降低了原来的50%.     

自适应非线性滤波技术在导航接收机的应用

针对典型海域干扰噪声表现为大气噪声和随机窄带干扰叠加的特点,提出了直接序列扩频体制的无线电导航接收机中窄带干扰抑制的方法,即在解扩前通过自适应非线性滤波技术来预测干扰信号的频率,从而衰减窄带干扰.将近似条件均值滤波函数应用于自适应非线性滤波的干扰预测中,描述了该系统的状态空间模型并对导航接收机输出信噪比进行计算.计算机仿真对比表明,该方法比传统的扩频接收机更优,不仅提高了导航接收机的输出信噪比,而且提高了系统的稳定性.     

基于自适应线性神经网络的噪音处理的研究

在信号处理中具有高稳定性能的滤波器一直是处理噪音干扰所追求的目标.本文通过利用线性自适应神经网络中的LMS算法来对噪音处理进行研究.研究表明基于自适应线性神经网络的降噪处理,从本质上是可以消除迭加的噪音信号.     

基于新息的神经网络自适应卡尔曼滤波

卡尔曼滤波是一种基于最小方差的递推式滤波算法,系统模型和噪声统计特性的先验知识决定了滤波的性能和估计的准确性,不精确的先验知识将导致滤波性能的明显下降甚至发散。采用BP神经网络对系统进行辨识,获得精确的系统状态方程,利用新息自适应估计卡尔曼滤波算法中的过程噪声和测量噪声协方差矩阵,提出基于新息的神经网络自适应卡尔曼滤波算法。Matlab仿真结果表明,与传统卡尔曼滤波算法相比,改进的卡尔曼滤波算法获得了与原始信号几乎一致的输出信号,噪声得到明显抑制。同时,改进的算法不需要系统精确的数学模型,在实际应用中具有可行性和普适性。     

一种自适应滤波器的设计与仿真

随着科技的高速发展,人们对信号处理的实时性、准确性和灵活性的要求越来越高,自适应滤波器在信号处理中的地位也越来越重要。自适应滤波器是一种含复杂算法的处理器,它的实现主要采用最小均方误差算法,通过调整滤波器系数来实现滤波,以便更好地跟踪信号的变化,最终实现自适应滤波。本文在Matlab环境下设计出自适应滤波器,验证了它的性能。     

参考受扰的自适应干扰对消的累积量方法

针对参考通道受到来自信号通道干扰的干扰对消系统,以高阶累积量为手段,结合自适应算法,实现了信号与干扰的分离。新方法不但能抑制高斯噪声,而且对步长的变化也不敏感     

瞬变电磁法中消除工频噪声的自适应滤波器研究

在存在工频干扰的地区开展瞬变电磁法（TEM）工作时,工频干扰的强度通常很大,它的存在会使得反映地电异常的有用信号受到严重畸变,压制或去除工频干扰是数据预处理工作中的一项基础工作。针对这一问题,笔者设计了一种由可编程滤波器和自适应算法组成的具有自动调整滤波参数的滤波器。在进行滤波运算时,采用最小均方误差（LMS）算法不断地对滤波因子进行自动调节,使它们适应输入信号的相关特性,从而获得良好的滤波效果。理论数值模型和实际野外数据的验算表明,文中所设计的自适应滤波器具有很好的工频滤波效果。     

输油管道泄漏检测中的自适应滤波

管道在输送流体的过程中,由于管道周围介质的扩散、管道摩阻等影响,使得在管道两端测得的压力与流量信号带有很大的噪声,它的存在势必影响管道泄漏的快速检测和漏点的精确定位。因此选用一种合适的滤波技术消除噪声,有着重要的现实意义。介绍了自适应滤波算法消除噪声的方法,在滤波算法中,采用Widrow-Hoff的最小均方误差算法调整滤波器的权系数,以在泄漏实验中采集的压力信号为例,通过计算机编程对它进行离线自适应滤波处理。结果表明,合理的选取算法中的步长和权系数个数,自适应滤波方法可有效地消除信号中的噪声。这为管道泄漏等方面的研究提供了可靠的数据,对其它信号的处理也有一定的借鉴作用。     

Adaptive Noise Cancellation Method Used for Wheel Speed Signal of Integrate ABS/ASR System

The anti-lock braking system (ABS) and anti-slip regulation system(ASR) are the very i mportantparts of active safety systems used for modern vehi-cles . This two systems make up of commonintegratesystem ABS/ASR[1 ,2]. At present ,the main controlmethodin ABS/ASRis the logic threshold method.When getting the wheel speed signal ,ECUcomputesand applies control after comparing current signalwith the threshold[3 -5].Because of many reasons ,the wheel speed sig-nals sampled in ABS/ASRalw…     

一种新的组合时延自适应滤波器

本文旨在介绍一种新的自适应滤波器及其算法。这种新的自适应滤波器称为组合时延自适应滤波器,它将通常 FIR 自适应滤波器的某些优点结合在一起。尤其是它的简单结构,对具有长周期信号响应的复盖以及较快的收效速度,都表明这种滤波器具有独特的优点。这种自适应滤波器适用于基带二线全双工传输系统,特点是可作为 ISDN U-接口用户环路的回波消除器。在实现上,这种新的结构主要基于一片 DSP 芯片。     

基于HHT的涡街流量计脉动流噪声去除方法研究

采用了Hilbert-Huang变换(HHT)的方法对去除涡街计脉动流噪声进行了研究。首先运用EMD尺度滤波方式对涡街计脉动流噪声进行滤波去噪。然后,将EMD尺度滤波结果和小波阈值运用于涡街计脉动流噪声去除的结果进行了对比,离线仿真结果表明,EMD尺度滤波去噪和小波阈值去噪都能达到较好的效果,但是前者更加简便,完全是自适应的,这也为涡街信号处理提供了一种新的滤波去噪的有效方法。