快速多分量LFM信号的检测与参数估计方法

研究了噪声环境中的多分量LFM信号的检测以及参数估计问题.在分析和比较了时延相关解线调法和分数阶傅立叶变换(FrFT)扫描法的基础上,提出了一种新方法,该方法将LFM信号的检测问题简化为小范围的一维搜索问题,从而有效的减小运算量和分离强弱信号,同时在低SNR情况下的参数估计性能接近CRLB(Cramer-Rao low bounds).仿真结果证实了方法的有效性.     

车用永磁同步电机的改进MTPA控制策略研究

针对车用内置式永磁同步电机( IPMSM)的最大转矩电流比(MTPA)的控制原理,研究一种改进的MTPA控制策略.根据变步长搜索的理论,该策略通过对理论转矩表达式进行多项式拟合,计算出需要的初始转矩角;进而从该初始值开始进行变步长搜索以获取最优转矩角,从而实现最大转矩电流比的最优控制.仿真和实验结果说明:该方法成功避开了电感和磁链等电机参数对控制性能的影响,而且弥补了传统搜索法搜索速度慢,搜索精确度较差的缺点,提高了系统的快速性和控制的准确性.该方法实现简单,具有实际工程应用性.     

基于多信号分类法和普罗尼法的间谐波参数估计

提出了一种基于多信号分类法(Multiple Signal Classification,MUSIC)和普罗尼法(Prony)的间谐波参数估计方法,首先通过在MUSIC功率谱曲线中设置阈值来估计信号中的谐波和间谐波频率,然后根据估计出的频率利用Prony法中的最小二乘法来估计其幅值和相位.仿真和实测信号分析结果表明,该间谐波参数估计方法在低噪声水平下可检测到整数次谐波附近的间谐波,且估计出的谐波和间谐波参数精度较高,能满足实际电网信号测试精度的要求.     

脉冲噪声下基于Sigmoid的LFM信号参数估计

由于脉冲噪声具有的短时大幅值特性,使得基于高斯假设的信号参数估计方法无法在脉冲噪声环境下有效估计参数。针对此问题,利用α稳定分布模拟随机脉冲噪声,提出了一种基于Sigmoid-CFRFT的LFM信号参数估计方法。首先,建立了一种自适应Sigmoid函数,证明了信号经过此非线性变换后,信号的2阶矩由无界变为有界,且信号的相位信息保持不变。其次,将变换后的信号进行离散时间CFRFT,建立了数学优化模型,并使用水循环算法搜索最优值点。最后,利用了非标准SαS分布噪声的修正方法,分析了标准和非标准分布下参数估计的性能。仿真结果说明,所提方法不仅可以有效抑制脉冲噪声对LFM信号分数谱特征的影响,而且能够实现低信噪比信号参数的高精度估计。相比于现有的基于非线性变换的参数估计方法,本文方法具有更好的精度,稳定性和噪声鲁棒性。     

广义S变换多分量LFM信号检测及参数估计

针对多分量线性调频信号(LFM)信号在低信噪比状况下信号检测出现漏检、参数估计精度不高等问题,提出在广义S变换(GST)基础上,进行奇异值分解(SVD)滤波的方法。在S变换基础上,导出了广义S变换及逆变换公式,对离散后得到的广义S变换矩阵进行奇异值求解,通过选取合适的奇异值个数,实现多分量信号时频滤波。仿真结果表明,该方法在低信噪比状况下能有效滤除噪声,避免因噪声或者各分量信号强弱相差较大而出现漏检现象,同时信号参数估计精度也得到了提高。     

近场声源三维定位MUSIC算法研究

信号到达方向(DOA)估计是阵列信号处理的最主要目的之一,基于语音阵列的DOA估计与传统的窄带远场信号的DOA估计在信号模型和处理方法上有很大区别.本文把经典的MUSIC算法推广到语音阵列处理中,实现了声源三维定位.该算法的基本思想是:把宽带语音信号通过短时傅立叶变换转换为独立离散频率点,利用MUSIC算法求出每个/部分频率点的空间谱矩阵,然后加权平均这些空间谱矩阵.通过搜索该平均空间谱矩阵,找到信号源的位置.最后,在16元均匀圆环阵的情况下,选用双语音信号源进行了仿真.仿真结果表明,该算法定位性能优良.     

一种相干式分布源DOA估计的ESPRIT算法

本文研究了相干分布式信号源条件下的波达方向(DOA)估计问题.现有的分布式信号源模型的DOA估计方法一般需要假设描述分布式目标信号源模型的角信号分布函数具体的数学形式已知,并需求解2维或高维非线性参数估计问题.在角信号分布函数具体的数学形式未知的条件下,本文利用角信号分布函数的共轭对称性,提出了一种相干式分布源DOA估计的ESPRIT算法.该方法估计性能优于常规ESPRIT算法,与相干分布式目标特征值搜索方法相比,运算量较小,且避免了估计结果的模糊性问题.     

变步长自适应算法在有源滤波器谐波检测中的应用

对已有改进自适应算法性能进行分析,并尝试将其应用于有源滤波器谐波检测中。实验表明这些变步长算法的性能极易受到系统中噪声信号的干扰,改进效果不明显。该文提出了一种新的变步长自适应谐波检测算法。算法采用归一化的处理方法,以误差信号e(n)在待检测信号中所占比率K(n)作为自适应回馈量,并通过K(n)的相干平均估计来调节算法的步长。其优越性在于:即使在有较大噪声干扰的情况下,谐波检测过程也能保证既具有较快的动态响应速度,又保持较高的检测精度,而不像传统算法那样必需在两者性能上进行折中选择。仿真和实验结果证明了理论分析的有效性。文章还对该算法的收敛性和稳定性进行了分析,并就算法中参数的选取提供了参考标准。     

一种新型变步长自适应滤波算法

为改进目前谐波电流检测方法,针对有源滤波器谐波检测,提出了一种新型变步长自适应算法,取得了比较好的效果。由于谐波检测属于适应噪声抵消技术低信噪比条件下的一种应用,因而在该算法中,没有以误差信号e(n)作为改变步长的自适应回馈量,而是将误差信号和上个工频周期的误差信号的差值△e(n)作为自适应回馈量,从而避免了误差信号e(n)一直较大,导致的自适应算法的稳态误差比较大的缺点;同时通过相干平均估计来避免测试计算过程中随机噪声的影响,调节算法的步长,其优越性在于:谐波检测过程能保证既具有较快的动态响应速度,又保证稳定后步长稳定很小,有较高的检测精度。理论分析和仿真试验证明了该算法的正确性和有效性。     

基于三次相位变换的多项式相位信号参数估计

分析了多分量三阶多项式相位信号交叉项对三次相位变换参数估计方法带来的影响,提出了一种改进三次相位变换的多项式相位信号参数快速估计方法,利用Radon变换对三次相位变换结果进行优化,消除交叉项影响,并对利用该方法进行三阶多项式相位信号进行参数估计的关键问题做了研究。仿真结果表明,该方法在低信噪比条件下对多分量三阶多项式相位信号估计结果较为精确。     

基于Chirp-Fourier 变换的LFM信号的参数估计

本文从匹配Fourier变换的角度给出了chirp-Fourier变换的定义、意义和离散实现。分析表明，LFM信号的Chirp-Fourier变换的峰值对应的坐标即为其初始频率和调频斜率，所以应用Chip-Fourier变换可以估计LFM信号的参数。仿真试验表明，应用Chirp-Fourier变换不但可以有效地估计LFM信号的参数，而且有很好的抗噪声干扰能力。     

瞬时频率估计方法对比研究

在信号处理中,线性调频信号（linear frequency modulation,LFM）的参数估计是一类非常重要的问题。本文基于短时傅里叶变换（short-time fourier transform,STFT）、连续小波变换（continuous wavelet transform,CWT）和维格纳（wigner-ville distribution,WVD）分布等三种方法,对两种常用信号（单频信号和线性调频信号）的瞬时频率进行估计,并对其做出比较分析,CWT法适用于单频信号的瞬时频率估计,WVD法适用于调频信号的瞬时频率估计。针对这三种方法出现的边缘问题,用最小二乘法进行拟合,有效的得到解决。     

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。     

Fast tracking of transient power system signals using fuzzy LMS algorithm

The paper presents an adaptive least mean squares (LMS) algorithm for the fast estimation of voltage and current signals in power networks. The new estimator is based on the use of linear combiners. The learning parameter of the proposed algorithm is constrained by two variable parameters which causes an automatic suitable adjustment of the step size using a fuzzy gain scheduling method to provide fast convergence and noise rejection for the tracking of fundamental and harmonic components from distorted signals. Several numerical tests have been conducted for the adaptive estimation of fundamental and harmonic components from simulated waveforms from power networks supplying converter loads and switched capacitors.     

Estimation of parameter errors from measurement residuals in stateestimation [power systems]

Any error of network parameters affects the value of the measurement residuals calculated in state estimation. Explicit mathematical expressions relating the residuals to the parameter errors are derived. A two-step approach is proposed for parameter error estimation. The first step is to estimate a bias vector which combines the effects of parameter errors and the state of the system. A least-square approach using the measurement residuals calculated in each state estimation run is proposed for the first step. After several state estimation runs, a sequence of such bias vectors is obtained. The second step is to estimate the parameter errors from the sequence of bias vectors. A recursive least-square estimation method is proposed for this step. Theoretical and computational issues of the proposed method are addressed. Test results are presented     

基于状态估计的电网支路参数估计方法

正确的电网参数是电网安全稳定预警和控制决策的必要基础,研究实用的电网支路参数的估计方法具有重要的现实意义。扩展状态估计法是一种有代表性的参数估计方法,在该算法的实际应用中,发现支路参数不可估计或者估计结果不合理的现象时有发生。该文以IEEE 9系统和中国某实际电网为算例,对扩展状态估计法的性能进行深入研究,找到该方法存在的数值稳定性和局部最优性问题。继而提出一种基于Tabu搜索策略的参数估计方法,经IEEE9标准系统和实际电网算例验证,具有良好的数值稳定性和全局寻优能力,在实际电网得到在线应用。     

Estimation of Phase Currents from a DC-Link Current Sensor Using Space Vector PWM Method

The single-current sensor technique obtaining three phase currents from only a DC-link current sensor has been applied to reduce the cost and increase the reliability for various voltage-fed PWM inverters; however, in this technique there are some practical problems, such as unreliable detection of phase currents andphase shift. A new method that overcomes these problems by employing the estimation scheme with identified system parameters is proposed. The Space Vector PWM (SVPWM) strategy is modified to generate the switching pattern adequate for the proposed method. To obtain a good detection in spite of parameter uncertainties, system parameters used in the estimation method are identified using a recursive least square method (RLSM). Experimental results show that the proposed scheme not only provides a very good detection method for three phase currents without current sensors, but also identifies system parameters very well. This proposed method is very simple, has a small detection error, and gives the information on system parameters.     

一种低信噪比线性调频脉冲信号参数提取方法

本文提出了一种低信噪比条件下的线性调频(LFM)脉冲信号参数提取的新方法.该方法通过自相关滤波提取出LFM脉冲信号的频域参数信息,根据频域参数信息,确定小波分解尺度数和信号采样频率,使对采样数据的小波分解结果中,信号的小波系数在最大尺度上占优.然后利用信号和噪声的小波系数模极大值在不同尺度间的传播特性,分尺度对小波系数进行非线性滤波,并进行信号重构,得到提高了信噪比的重构信号,从该信号中可以较好地检测出原LFM脉冲信号的时域信息.仿真实验表明,该方法能在信噪比低于0 dB时实现LFM脉冲信号时频参数提取.     

基于声传感器阵的舰船被动定向研究

在被动声探测设备中声传感器阵对舰船目标宽带噪声源的精确定向取决于时延估计的精度,针对这一问题,将自适应参量模型算法与变步长的 LMS算法相结合,提出了一种可高精度估计任意时延,且收敛速度快的时延估计算法.结合舰船辐射宽带噪声,以正四面体声传感器定向阵列为例进行了计算机仿真,仿真结果表明：该方法估计所得的方位角误差小于0.1°,俯仰角误差小于1°,实现了对舰船目标宽带噪声源的精确定向,具有很好的工程实用价值.