小波理论应用于光纤陀螺信号处理的实验研究

本文分析了小波变换的特点，并根据光纤陀螺信号零点漂移的非平稳随机性和非正态分布特性，提出了利用小波变换所具有的时频局部化优点对光纤陀螺信号漂移进行消噪处理，实验表明该方法提高了光纤陀螺的准确度，这对于光纤陀螺的实际工程应用起到积极的作用。     

光纤陀螺寻北仪样机设计及系统测试

提出了一种基于光纤陀螺的动态寻北方案,运用光纤陀螺测量地球角速度的北向分量.通过对光纤陀螺输出的正弦信号的采样和处理,即可得到地球表面某参考点的方位.描述了光纤陀螺寻北仪的工作原理及系统样机组成,详细分析了转台台面倾斜误差对寻北精度的影响,采用加速度计对寻北精度进行补偿提高.采用多周期多位置采样技术,有效地抑制了光纤陀螺的测量噪声.测试结果表明,在3 min之内可获得5'的真北角精度.     

小波滤噪在布里渊光纤传感技术中的应用

针对布里渊分布式传感技术在实际工程应用中的测试信号受外界环境干扰从而影响测试精度的问题,本文提出采用小波信号处理方法对布里渊分布式光纤传感技术的实测信号进行滤噪处理,并以基于布里渊光纤传感技术的实体智能拉索的应变测试数据进行了验证.实验结果表明,该信号处理方法可以有效的消除测试应变中的噪声,提高了索力测试精度,滤噪前后拉索总平均测试索力相对于控制索力的最大相对误差分别为8.8%和5.1%,适合对含噪布里渊传感测试信号进行的滤噪处理.     

Y波导残余强度调制对IFOG性能的影响

本文首先通过正弦波调制下干涉信号光强分析解调出光纤陀螺的输出信号,进而得出残余强度调制存在的情况下陀螺输出信号的变化情况,同时,通过分析陀螺信号的变化说明残余强度调制对光纤陀螺性能的影响与陀螺精度要求有关,精度越高,其影响越明显.其次,具体分析了数字闭环光纤陀螺受残余强度调制影响的情况下,其解调输出电压变化引起的数字阶梯高度变化,并通过残余强度调制系数与数字阶梯高度的关系式,说明了残余强度调制对光纤陀螺零偏和标度因数的影响.最后,对所得出的残余强度调制系数与光纤陀螺标度因数稳定性的关系进行了Matlab仿真,通过仿真结果,更进一步说明残余强度调制对数字闭环光纤陀螺标度因数稳定性的影响.     

硅微陀螺信号处理方法——基于前向线性预测小波变换方法

为补偿漂移误差对硅微陀螺的测量精度造成的损失,针对漂移误差易受外部环境噪声影响的特点,提出了一种基于前向线性预测（FLP）的小波变换（WT）处理方法——DWT-FLP算法,并通过硅微陀螺试验对其进行了验证。该方法利用快速小波变换算法进行信号的小波分解和小波重构,并将FLP方法用于小波分解系数的重构,比较显著地提高了重构信号的精度。对于4尺度的db4小波变换,40阶FLP的滤波方法可以将硅微陀螺静态漂移的标准差提高4.8倍,动态测量过程信噪比可以提高6.5dB,并且该算法的实时性也可以满足实际工程的需要。     

基于sym8小波寻北系统去噪研究

针对寻北系统在实际运用中因受周围环境影响而导致寻北精度下降的问题,提出了基于小波变换的去噪方法.该方法选用sym8小波基,采用高次逼近法和改进的小波阈值对含有阵风噪声的原始陀螺信号进行小波去噪.结果表明sym8小波基为含阵风噪声陀螺信号进行小波去噪的最优小波基.调整其分解尺度进行仿真,发现分解尺度为4时达到了最佳去噪效果且提高了寻北精度,证明了方法的有效性与可靠性.     

再入式光纤陀螺及其信号处理系统

光纤陀螺目前已经进入工程实用化阶段,其发展向高精度、低成本和小型化方向发展.再入式光纤陀螺是一种符合光纤陀螺发展趋势的,具有光明前景的新型光纤陀螺之一.本文介绍了再入式光纤陀螺的工作原理及其信号处理系统.给出了再入式光纤陀螺仪的信号处理系统试验结果.     

高精度光纤陀螺信号的在线建模与滤波

针对高精度光纤陀螺随机误差,在分析其一般时间序列模型的基础上,提出了一种改进型二阶自回归AR(2)模型,可以在线建立光纤陀螺随机误差模型.根据该模型,采用卡尔曼滤波算法,实现了光纤陀螺惯导系统在对准与导航过程中光纤陀螺随机误差的实时滤波.滤波结果和Allan方差分析证明,光纤陀螺信号中角随机游走、零偏不稳定性、速率随机游走、速率斜坡和量化噪声五项噪声源误差系数都小于滤波前的二分之一,有效减小了光纤陀螺随机误差,提高了光纤陀螺精度.     

FOG信号的变步长符号LMS自适应消噪方法

针对光纤陀螺输出信号的随机漂移,本文提出了变步长符号LMS自适应消噪方法。结合工程实际需要,该方法在常规最小均方算法（LMS）的基础上进行了两方面改进：一方面,从提高滤波精度和稳定性角度引入输入信号的归一化功率;另一方面,从减少计算复杂性、提高算法实时性角度引入误差符号函数;并通过收敛性分析确定了变步长符号LMS算法的步长参数。某型光纤陀螺的静态实验和转动实验结果表明变步长符号LMS算法不仅可以提前确定步长参数,且在滤波稳定性、滤波精度和实时性等综合性能方面具有优越性,适合工程应用。     

采用小波降噪和神经网络的FOG温度漂移补偿方法

光纤陀螺(FOG)输出易受环境温度的影响,发生漂移导致光纤陀螺测量精度降低。采用传统的BP神经网络容易陷入局部极小值,导致网络训练失败。为了优化BP神经网络,本文提出了一种粒子群(PSO)优化BP神经网络与小波降噪相结合的光纤陀螺温度漂移补偿方法。首先分析了光纤陀螺温度漂移产生的原因;然后在不同温度下对光纤陀螺进行测试,最后采用该方法建立了光纤陀螺温度漂移模型并根据模型对光纤陀螺进行补偿,结果表明采用该方法补偿后光纤陀螺在不同温度下的输出标准差降低了60.19%,与传统的BP神经网络相比补偿效果显著提高。     

提升小波包最优基分解算法在爆破振动信号分析中的应用研究

针对工程爆破网络监测与预报系统对精度、效率的要求,本文提出将提升小波包最优基分解算法应用于爆破振动信号的降噪处理及能量特征提取。在提升小波包多尺度变换的基础上,通过对最优基搜索算法的改进满足了复杂信号在线处理对算法的需求,结合应用实例验证了该算法能够有效滤除实测信号中的干扰噪声,并准确获取信号在各频带的能量分布特征。提升小波包最优基分解算法在爆破振动信号分析中的应用为爆破振动危害的研究和控制提供了分析基础和技术支持,具有良好的应用前景。     

基于子成分分解的脑电信号去噪方法比较研究

脑电信号包含了丰富的时间和空间信息,为了获得实时性好且抗干扰的生理信号,大量的微弱脑电信号提取技术被应用研究。针对实际生理脑电信号易受无关噪声影响等问题,对最大分量分析法和独立成分分析法在去除脑电信号所包含伪迹上的分离性能以及处理的实时性进行对比,从散点图分析、相关性指标对比、计算速度3个方面对其解混效果进行评价。结果表明,两种方法对噪声信号均具有分离效果,且都可以保证实时性,但最大分量分析法比独立成分分析法具有分离效果更好、相关性指标更高、分离相似度高、相似度值浮动小更稳定等优点,具有更广泛的应用前景。     

Comparative analysis of genomic signal processing for microarray data clustering

Genomic signal processing is a new area of research that combines advanced digital signal processing methodologies for enhanced genetic data analysis. It has many promising applications in bioinformatics and next generation of healthcare systems, in particular, in the field of microarray data clustering. In this paper we present a comparative performance analysis of enhanced digital spectral analysis methods for robust clustering of gene expression across multiple microarray data samples. Three digital signal processing methods: linear predictive coding, wavelet decomposition, and fractal dimension are studied to provide a comparative evaluation of the clustering performance of these methods on several microarray datasets. The results of this study show that the fractal approach provides the best clustering accuracy compared to other digital signal processing and well known statistical methods.     

小波分析在信号奇异性探测及瞬态信号检测中的应用

近年来,小波技术越来越成为一种有效的信号处理手段。本文介绍了小波的时频局部化和多尺度特性以及它在信号奇异性探测、瞬态信号检测领域中的应用。并以ECG信号分析为例,较全面地说明了小波在信号处理中的实现手段。最后,对小波可进一步应用的领域作了展望。     

平稳和非平稳振动信号的若干处理方法及发展

回顾了稳态或准稳态振动信号处理方法中的离散频谱分析与校正，细化选带频谱分析，解调分析和高阶谱分析，非平稳振动信号处理方法中的转速跟踪分析，短时傅立叶分析，Wigner-Ville分布，小波分析和Hibert-Huang变换的发展历史，论述了各类方法的原理，分析其特点和在工程中的应用，探讨了发展前景。     

基于小波变换的非平稳随机信号处理

小波分析由于其在信号信息分析与处理中独特的效果而成为国际研究热点,至今方兴未艾. 将小波变换用于非平稳随机信号分析与处理,目前刚刚开始. 本文研究了Lemarie-Meyer小波函数及其在非平稳随机信号处理中的应用, 取得了良好效果.     

小波函数性质及其对小波分析结果的影响

分析了小波变换在图像处理、语音处理领域和设备故障诊断领域的应用特点 ,指出了两者的不同之处。并进一步讨论了小波函数的性质及其对小波变换结果的影响 ,指出在用小波变换进行诊断信号分析和特征提取时 ,小波函数的影响是不容忽视的     

基于最大相关波形延拓的经验模式分解端点效应抑制方法

针对端点效应使经验模式分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）结果出现畸变,严重影响算法精度的现象,提出了一种新的抑制经验模式分解端点效应的方法：最大相关波形延拓法。该方法借鉴匹配追踪算法思想,将信号端点处波形向信号内部平移,以找出与之最相似的波形,然后以最相似波形外侧的一段数据作为信号端点外数据的估计。利用仿真数据和某炼油厂风机轴瓦振动数据对最大相关波形延拓法进行了验证,结果表明该方法能够明显减小经验模式分解的端点效应,特别对周期信号和循环平稳信号有很好效果。同时,所提出的方法具通用性,能够减小数字滤波、小波分析等信号分析方法中端点效应对算法精度的影响,具有较大的理论意义和实用价值。     

水下高速目标航行参数遥测技术研究

对于高速、强机动的水下目标来说,其航行参数信息的实时遥测具有重要意义。水声信号的多普勒频移估计与补偿是水声遥测的关键技术之一,它直接影响着水声遥测的效果与性能。针对双曲线调频信号及线性调频信号进行仿真分析,对比在相同情况下的多普勒频偏可补偿性,仿真实验证明双曲线调频信号具备较高的多普勒容限,其时延值估计精度可达到1μs。结合工程实际,采用双曲调频信号与单频信号组合的方式进行水声遥测,充分发挥双曲线调频信号的多普勒不变性和单频信号对多普勒频移的敏感性,在获得较高定位精度的同时,也具备高精度的水声遥测功能。该组合信标信号经过湖上试验验证,具有遥测精度高、误码率低、易于实现等优点,可直接应用于相关水声工程中。     

一种低噪声开关电源在光纤陀螺系统中的应用

在高精度光纤陀螺系统中,开关电源中的spike毛刺噪声会串扰光纤陀螺的信号处理电路,造成系统采样误差。本文分析了开关电源spike噪声的成因及其对光纤陀螺性能的影响机理,并在此基础上提出摆率控制是一种适用于光纤陀螺系统电源的低噪声电源技术。利用摆率控制技术,一种低噪声特性的开关电源模块被开发出来,并应用于光纤陀螺系统。该开关电源模块由DC-DC电路和LDO电路两部分组成,并在DC-DC电路中通过摆率控制电路实现其低噪声性能。完成后的低噪声电源模块能够在200 MHz的测试带宽下实现1 mV量级的峰峰值噪声水平。经过对比测试,采用低噪声电源的两支被测光纤陀螺分别表现出了3.1%和4.4%的噪声优化特性。