基于短时傅里叶变换和独立分量分析的滚动轴承包络分析

滚动轴承的早期故障信号能量小,频带分布广泛;而传统包络谱分析技术直接在强干扰影响下对滚动轴承的故障特征提取经常失效.提出一种基于短时傅里叶变换(short time Fourier transform,STFT)的能量谱和独立分量分析( independent component analysis,ICA)的抗干扰滚动轴承包络分析新方法.该方法首先对获取的滚动轴承振动信号进行STFT能量谱分析,获取信号采样频带下的能量分布,采用带通滤波器获得高频带能量信号,并提取该包络波形,再通过ICA实现包络波形按源分离去噪,最后通过比较各独立分量的包络频谱与滚动轴承理论计算故障特征频率的匹配性,实现滚动轴承故障的精确诊断.仿真数据和试验验证该方法的可行性.     

基于龙贝格方法的快速傅里叶变换算法

根据龙贝格方法推导了离散傅里叶交换算法,并给出了其快速计算方法和计算实例,其结果优于常规的离散傅里叶变换算法.     

基于傅里叶变换轮廓术的磨痕形貌测量

往复冲击条件下,由磨损引起的接触表面磨痕的三维形貌的改变对接触润滑效应的研究具有非常重要的影响。在传统傅里叶变换轮廓术(Fourier transform profilometry,FTP)测量系统中引入正弦光强产生装置以及图像实时采集处理系统,利用单幅条纹图像,快速、准确地重构出磨痕表面三维形貌。利用该测量系统对施加PB2400型润滑油方式下快速冲击一万次后的磨痕形貌进行了测量,利用FTP对采集的条纹图进行处理,获得该磨痕的三维形貌。将测量结果与粗糙度轮廓测量仪所得结果进行对比分析,验证该方法的可行性和有效性。将该测量方法与高速摄像机相结合,可以实现连续冲击过程中磨痕的瞬时三维形貌测量,为进一步研究接触润滑效应提出一种新的试验依据和方法。     

基于傅里叶变换的数字散斑照相测量

提出了基于傅里叶变换的双曝光散斑场的全场数字化测量。对双曝光散斑图进行傅里叶变换得到条纹图以灰度归一法和相位构造法将其优化,获取低噪声、高对比度的散斑干涉条纹。平面位移的测量实验结果表明,数字散斑照相技术适合计算机进行自动条纹识别和位移场计算,能得到较为精确的水平位移值,可实现变形场的精准测量。     

利用快速傅里叶变换算法仿真光学相关器

光学相关器在图像模式识别中具有广泛的应用,包括匹配滤波相关器和联合变换相关器,两种相关器在应用中各有优势.文章通过利用数学软件MATLAB的快速傅里叶变换算法编程仿真两种光学相关器,得到实验结果的二维图像和三维图像,并比较两种相关器的识别效果.     

基于傅里叶变换和Gyrator变换的图像加密

基于傅里叶变换和Gyrator变换对图像进行加密。将原始图像和第一个随机相位函数叠加后做傅里叶变换,然后将频域信息减去第二个随机相位函数后得到一个复函数。复函数经过Gyrator变换得到加密图像,将第二个随机相位函数作为相位密钥,同时将Gyrator变换角度作为密钥,由此增大了密钥空间和增强了系统安全性。通过数字方法对图像进行加密,解密过程用光学装置实现。计算机模拟结果表明,该加密方法解密图像质量好,系统安全性良好。     

时域抽取基2快速傅里叶变换(FFT)算法

本文阐述了时域抽取基2快速傅里叶变换算法。内容包括公式推导、蝶与蝶块的计算方法、快速傅里叶变换算法的信号流程图与计算机框图以及计算实例。     

傅里叶变换与小波分析的对比研究

小波是近十几年才发展起来并迅速应用到图像处理和语音分析等众多领域的一种数学工具,是继110多年前的傅立叶(Joseph Fourier)分析之后的一个重大突破,无论是对古老的自然学科还是对新兴的高新技术应用学科都产生了强烈冲击。本文先简单回顾傅里叶变换讨论其优缺点,然后讨论如何克服其缺点和引入窗口傅里叶变换,继而引入小波的基本概念,重点探讨在大多数情况下小波变换优于傅里叶变换的内在原因。     

基于滤波对角化方法提升傅里叶变换质谱数据质量

傅里叶变换质谱仪能够达到很高的分辨率,在分子生物研究中得到广泛应用。数据处理方法,特别是底层信号的处理,对于提升数据质量至关重要。滤波对角化(filter diagonalization method,FDM)相比传统的快速傅里叶变换算法(fast Fourier transform method,FFT),能进一步提高图谱分辨率、降低信号强度测量误差。本工作通过仿真以及实际质谱数据分析,证明了相对FFT而言,FDM可将图谱的分辨率提高1个数量级左右,并且可以有效降低信号强度测量误差。另外,还研究了算法参数优化问题,为算法应用推广提供了参考。     

Σ-ΔA/DC频谱补偿的研究

Σ -ΔA/DC的数字滤波通常使用SINC3滤波器 ,该滤波器通带内带宽很窄 ,对于较高频率的信号衰减过大 ,严重限制Σ -ΔA/DC的应用。本文研究两种频谱补偿的方法 ,以改善Σ -ΔA/DC带宽 ,并以心电信号为例给出频谱补偿后的结果     

无功补偿控制器中数据采集及FFT算法处理

控制器集无功补偿、电度量计量、电能质量监测以及通信于一体，将三相电压、电流信号通过传感器进行转换和信号调理，送入单片机80K196KC中的A／D转换器，通过对信号一个周期内的等间隔采样和将电压、电流作为复序列的实部和虚部对采样数据进行快速傅里叶变换处理(FFT)，对电压、电流信号进行频域分析，从而得到各有关电量参数，实现无功补偿、电度量计量及电能质量监测功能。对谐波分析的基本原理、采样方法和采样数据处理的方法进行了详尽阐述，给出了硬件电路和软件设计方法。而且，对数据进行处理的FFT算法进行了分析。本算法经实际测量表明：精度满足无功补偿、电度量计量及电能质量监测的要求。     

低频成分校正的两谱线法

目前已经提出多种频谱校正方法,但是将它们应用于低频成分时其精度显著下降,这是由于相应的校正模型忽略了实信号所包含的负频率分量的影响。给出考虑负频率影响的一种显式校正方法,它仅利用局部谱峰附近的两条谱线。采用数值实验对新方法进行考核。考核算例包括无噪声、弱噪声和强噪声三种情形。研究结果表明:①新方法总体上接近无偏,但当接近整周期采样时偏差变大。②新方法的经验方差与Cramér-Rao bound(CRB)总体局势相符,前者大体为后者的1～3倍。当采样条件接近半周期采样时,方差接近CRB;当记录长度接近整周期采样时,方差反而比较大。     

一种基于MATLAB的控制系统频域分析方法

提出一种新型的应用FFT（快速付立叶变换）实现控制系统信号频域分析的方法,结合MATLAB强大的运算功能简单快速地得到控制系统信号的频谱,从而实现系统的频域分析与控制.     

超高速FFT处理器的设计与实现

为了满足精密检测系统的需要,设计高速FFT是系统的核心问题,而并行流水线技术是实现大规模高速FFT运算的基本技术。该FFT处理器主要基于现场可编程门阵列芯片（FPGA）, 采用并行处理和SDF(Single—path Delay Feedback)流水线技术,内存资源较并行结构有所减少,运算速度较单独的SDF流水线结构有所提高。建立了处理器的算法和设计模型,并根据模型对处理器组成模块进行了优化设计,在保证处理器速度的同时,大大减小了资源消耗,其工作频率可以达到150MHz,数据率超过600Msps,其FPGA仿真结果和实验室平台测试验证了设计的可行性。     

基于DSP的紧凑型电力故障录波仪的研究

为适应中小型电力监控装置需求的增长,本文设计了一种紧凑型故障录波仪,其应用基2的FFT实现快速滤波算法,采用硬件测频电路实现采样频率自适应,同时结合DSP技术、网络通讯技术、多层PCB等高新技术,采用双CPU控制策略,并利用双口RAM实现双机快捷通讯,较好地解决了数据高速采集、快捷稳定通讯,抗强电磁干扰和抗恶劣环境等工程技术难题。     

Nanoscale surface deformation inspection using FFT and phase-shifting combined interferometry

In this paper, a flexible optical interferometer incorporated with both fast Fourier transform (FFT) and phase-shifting method is developed for three-dimensional (3D) testing of micro-components. Using light interference, microscopic optics, piezoelectric transducer (PZT) nanoscanning and a CCD camera, the proposed system can detect deformation and surface contour in the order of nanometers. An application of the proposed technique is demonstrated using two micro-components: a micro-beam in an accelerometer and a micromirror. The resulting interference fringes that are related to the deformation and surface contour are analyzed using FFT method or three-step phase-shifting method depending on the test surface features. Experimental results show the feasibility of the proposed method for 3D deformation and surface contour measurement of micro-components.     

Methods comparison in computation of temperature rise on frictional interfaces

Numerical methods in calculation of temperature rise on friction surfaces are compared with respect to computational speed and numerical accuracy. The calculation includes two steps, determination of influence coefficients and multi multiplication and summation. There are several schemes, the bilinear interpolation, rectangle approximation or Green’s function (GF)-based scheme, available for the calculation of influence coefficients while the summation operation may be implemented by use of one of the following methods: the direct summation (DS), multi level multi integration (MLMI) or FFT-based methods. The bilinear interpolation method are applied for the first time in temperature rise computation. The principle and implementation of the FFT-based algorithm is described in detail. Results show that a combination of GF-based scheme plus FFT-based method has the highest efficiency and acceptable accuracy, especially favorable for the large amount of computation in simulations of real rough surfaces.     

基于六项余弦窗函数插值FFT的谐波分析方法

在分析电网谐波时,很难实现同步采样和整周期截断,因此采用傅里叶方法必然存在频谱泄露和栅栏效应。加窗插值FFT算法是减小频谱泄露和栅栏效应的有效方法。为减小长范围泄露,将六项余弦窗函数应用于电力系统谐波分析,并且推导出了谐波参数的插值修正公式,其插值系数具有简单的显示表达式,计算量小。对该算法与Hanning窗和Blackman-Harris窗插值FFT算法进行了Matlab仿真对比研究,验证了该算法具有更高的分析精度。对微波炉电流实测数据的分析结果进一步验证了所提算法的有效性。     

低截获概率雷达信号检测方法的优化及应用

针对利用循环谱理论检测低截获概率(LPI)雷达信号存在计算量大的问题,提出了一种优化的快速傅里叶变换(FFT)累积算法来更新信号处理设备的软件程序。分析了原软件中信号处理的过程,提出了采用并行流水型结构的优化方法;利用前一个滑动窗口内采样信号的FFT,推导出下一时刻采样信号序列的FFT;通过减少重复采样点,减少计算量。然后,利用循环谱检测中4个象限的循环谱的对称性,减少计算象限数,并采用一维搜索进行峰值检测,从而进一步减少计算量。理论推导显示,改进方法减少了计算复杂度和计算量。最后,利用提出的方法对常用的线性调频(LFM)和二进制相移键控(BPSK)信号进行了分析。结果表明,在相同条件下,利用改进的算法及一维搜索,计算时间可缩短为原算法的1/25左右。另外,算法改进后检测信号的幅度值仅减小了不到10%,不影响后续处理对循环谱参数的估计。