结合零点配置与分子动优化设计IIR多频陷波器

数字无限脉冲响应陷波滤波器的作用是抑制或滤除数字信号中一些特定的频率分量。在基本的二阶陷波滤波器的基础上,通过增加零极点对,设计一种新的单频陷波滤波器,设置两个极点和新增加零点的极角等于原零点的极角,新增加极点的极径等于原极点极径,以此来弥补其过渡带;调整新增加零点的极径,增大过渡带增益,使其具有更窄的过渡带,陷波效果更好。提出一种数字多频陷波器的设计方法,通过级联改进的单频陷波器,用分子动理论优化算法优化新增加零点的极径,实现具有稳定特性的陷波系统并且加快计算速度。经过一系列仿真实验,验证了所提方法的鲁棒性和实用性。     

利用零极点设计数字带陷滤波器

在数字信号处理的研究中,为解决工频干扰,可以采用数字带陷滤波器方法,传统的零极点配对方法存在频率响应不均匀和增益不对称的特点.提出了一种新的设计带陷数字滤波器方法,能克服传统设计方法的缺陷.方法是从零极点配置法演绎而来的,主要思想是零点设置在带陷频率处,极点不在极径方向,偏移数字滤波器的极点,用最小二乘方法估计出滤波器的参数进行仿真.仿真结果表明方法可以改善传统方法设计带陷数字滤波器的缺陷,使数字滤波器的频谱均匀对称,即直流增益等于Nyquist频率增益,通带增益成对称性.通带特性得到更好改善.证明新方法优于传统的零极点配置法设置带陷数字滤波器.     

采用过渡带补偿方式的FIR滤波器设计

提出一种窄过渡带和中等过渡带宽FIR数字滤波器的设计方法,它以频率响应掩蔽思想为基础,采用过渡带补偿方式,将一个滤波器分解成几个过渡带较宽的低复杂度子滤波器来进行设计,能够达到与频率响应掩蔽技术相当的复杂度。若将半带滤波器作为过渡带补偿设计方法中的原型滤波器,则能比最初的频率响应掩蔽方法使用更少的乘法器。本文同时给出插值因子的估计方法,并分析了各个子滤波器对总滤波器纹波的影响。     

基于基波频率估计的多谐波分析

采用自适应陷波滤波器实现基波频率可变的多谐波(包含整数次谐波和非整数次间谐波)分析. 算法包括基波频率估计器和多个二维正弦跟踪器, 形成缓慢自适应积分流形, 用李雅普诺夫定理和平均方法证明积分流形的存在性和稳定性. 若滤波器频率系数和信号的谐波结构相同, 该自适应陷波滤波器是一致渐近稳定的, 可按指数收敛准确跟随基波频率、每个谐波(间谐波)及其幅值. 导出了频率特性表达式和频率特性矩阵, 分析了滤波器参数对稳态频率特性的影响. 通过仿真证实算法的有效性, 并说明减小滤波器带宽参数和自适应增益能够获得更好的噪声特性.     

一种煤矿供电系统正负序分解方法研究

针对煤矿井下电网不平衡时产生的负序分量影响电力机车稳定运行的问题,同时为了满足机车的三相PWM整流控制需求,在分析旋转坐标系下不对称信号特征和改进型自适应陷波滤波器原理的基础上,提出了一种不对称信号正负序分解的方法。该方法将不对称信号进行旋转坐标系运算,再采用改进型自适应陷波滤波器滤除其中的2倍工频信号,以实现正负序分离。Matlab/Simulink仿真结果表明,采用该方法可以准确快速地分解出不对称信号中的正负序直流量,且可以滤除一定的谐波。     

基于全通滤波器的ⅡR陷波器抑制信号中的周期性干扰

从滤波器的系数敏感度角度，提出一种基于全通滤波器的ⅡR陷波器来抑制信号中的周期性干扰。该滤波器是由全通滤波器的级联构成的，因为全通滤波器传递函数的分子和分母多项式之间的镜像对称关系，该滤波器可以用高效的格型运算结构来实现，并且具有很低的系数敏感度，使得系数量化后的陷波频点偏移量最小。本文详细论述了陷波器的设计方法，并深入分析了其在低频段的系数敏感度问题。通过实际数据验证了这种滤波器能够有效的抑制电力线通信信号中的谐波干扰。     

基于全通滤波器的IIR陷波器抑制信号中的周期性干扰

从滤波器的系数敏感度角度 ,提出一种基于全通滤波器的 IIR陷波器来抑制信号中的周期性干扰。该滤波器是由全通滤波器的级联构成的 ,因为全通滤波器传递函数的分子和分母多项式之间的镜像对称关系 ,该滤波器可以用高效的格型运算结构来实现 ,并且具有很低的系数敏感度 ,使得系数量化后的陷波频点偏移量最小。本文详细论述了该陷波器的设计方法 ,并深入分析了其在低频段的系数敏感度问题。通过实际数据验证了这种滤波器能够有效的抑制电力线通信信号中的谐波干扰。     

抑制磁浮系统车轨耦合振动的自适应陷波滤波器设计

为解决磁浮系统中的耦合振动问题,利用递推最小二乘法,讨论了自适应陷波滤波器的设计方法．该设计方法比常规FFT方法工作量小,对频率变化响应迅速．仿真结果表明,该滤波器能够达到预期效果．随后利用伯德图和奈奎斯特稳定性判据,分析了陷波滤波器对控制系统稳定性的影响,表明加入陷波滤波器可以使得控制参数的稳定范围扩大,系统性能提高．最后,仿真结果证明了陷波滤波器抑制振动的有效性．     

基于不对称陷波器的谐波电流检测方法*

为了克服常规自适应算法由于权值是一个含有二次谐波的波动量导致基本自适应算法不能准确提取出谐波电流的缺点,提出了一种基于不对称陷波器谐波电流检测方法。该不对称陷波器的实质是通过加入一个低通滤波器改变了陷波器参考频率附近的带宽,从而在保证动态相应的前提下兼顾系统的检测精度;验证了该系统是一个稳定系统,证明了改进后的不对称性,给出了参数选择的依据。通过仿真实验表明,该系统可以在一个周期内就能稳定跟随,系统的畸变率可以控制在1.7%以下。     

陷波滤波器补偿液浮陀螺阻尼比的研究

液浮陀螺的阻尼比随温度变化剧烈,采用陷波滤波器,通过选择陷波器的中心频率,使陷波器的中心频率与陀螺的固有频率相等,从而使陷波器的两个零点与陀螺的两个极点相抵消,则输出给系统的阻尼比由陷波器的两个极点确定,以减小阻尼比随温度的变化范围.试验与应用结果表明,该方法将陀螺的阻尼比范围由原来的0.3～2.7减小为0.5～0.8(温度范围均为:85℃～-55℃).     

基于认知系统的编码调制体系研究

利用NMSK(N重最小频移键控)的旁瓣快速衰减特性,提出了一种新型OFDM-NMSK编码调制体系用于降低OFDM认知无线电系统的带外干扰。该方法仅通过关闭干扰频段上的相应NMSK子载波,能够快速生成符合要求的频谱凹槽深度,从而实现与其地窄带系统的共存。理论与仿真表明,与传统的相邻频带编码(AFC)方法相比,OFDM-NMSK编码效果更佳。     

用于消除谐波干扰的Ｖ型滤波器的零极点配置设计方法

针对某设备振动模态测试中,市电对测试信息产生的５０Ｈz工频及其谐波干扰,设计了阻带带宽极狭窄（小于１Ｈz）的Ｖ型数字带虎波器,并完成了相应的数字滤波,Ｖ型数字滤波器物理意义清晰,设计和实现方法简单灵活,效果大大优于某些消除谐波干扰的算法,本文介绍了该Ｖ型滤波器的设计及实现方法。     

基于陷波器和小波变换去除自发脑电信号噪声的方法

提出了一种将小波变换与陷波滤波器相结合消除自发脑电信号噪声的方法,实验结果显示,两种算法的结合可以产生很好的消噪效果,为后面信号的进一步分析和处理提供了较好的结果.     

基于自适应陷波滤波器的频率和幅值估计

估计正弦信号的频率和幅值以实现准确信号跟随具有广泛的应用. 本文采用三维自适应陷波滤波器分析正弦信号, 提出了非归一化和归一化两种频率估计方法, 两种算法都具有圆形周期轨道, 能够获得信号的频率和幅值的准确估计以及正弦跟踪. 用Lyapunov定理和平均方法证明积分流形的存在性和一致渐近稳定性. 归一化算法改进了非归一化的收敛速度受制于信号幅值的缺点. 分析了估计器的带宽参数和频率自适应增益参数对频率跟踪暂态速度和稳态精度以及噪声特性的影响. 通过仿真证实了算法的有效性.     

光电平台中微型挠性陀螺组件的改进与实现

针对一般工程设计中只考虑挠性陀螺的进动性而未考虑陀螺的章动的问题,从理论上计算了陀螺章动频率,并实测了某微型挠性陀螺输出特性数据。针对输出特性中3种高频成分和低频包络,采用了二级陷波电路以及力矩器组件两种改进措施,并进行了分析与验证。试验结果表明,改进后陀螺章动频率和40 Hz包络很快收敛,且使挠性陀螺角位置输出噪声衰减达15 dB以上。最后将陀螺应用到某战车光电稳定平台中,平台与载体的隔离度由原来的1～2 mil提高到0.3 mil,达到了改进的目的。     

Adaptive Harmonic IIR Notch Filter with Varying Notch Bandwidth and Convergence Factor

This paper proposes an improved adaptive harmonic IIR notch filter. The proposed algorithm utilizes varying notch bandwidth and convergence factor to achieve robust frequency estimation and tracking. A formula to determine the stability bound by using the LMS （least mean squares） algorithm is derived. In addition, the developed algorithm is also devised to prevent the adaptive algorithm from converging to its local minima of the MSE function due to signal fundamental frequency switches in the tracking process.     

Normalized estimation of fundamental frequency and measurement of harmonics/interharmonics

An adaptive notch filter is presented to estimate the fundamental frequency and measure both harmonics and interharmonics of an almost periodic signal with unknown time-variant fundamental frequency, which has the robustness that the convergence speed is determined by neither amplitude nor frequency of fundamental component. The algorithm forms a one-dimensional slow adaptive integral manifold whose existence and stability are proved by averaging method and Lyapunov stability theorem. The local exponential stability and the ultimate boundedness of fundamental frequency estimation are proved. The local exponential stability makes sure that the fundamental frequency, the harmonic and interharmonic components can be all fast tracked. The principle for adjusting the parameters with their influences on transient and steady-state performance is investigated and decreasing parameters can improve noise characteristic. The validity is verified by simulation results.     

基于重叠短汉宁窗DTFT算法的科氏流量计信号处理方法*

本文提出了一种基于重叠短汉宁窗DTFT算法的科氏流量计信号处理方法：首先采用新式自适应陷波器对科氏流量计时变信号进行滤波以求其频率,然后采用重叠短汉宁窗DTFT算法实时计算两路信号之间的相位差,再根据频率和相位差求得时间差,最终测得质量流量。给出的仿真和实测结果表明本文方法是实用有效的。     

一种基于自适应陷波器的科氏流量计频率解算新方法

为提高科氏流量计信号的初始收敛速度和频率跟踪精度,提出了一种频率解算的新方法:首先采用基于burg算法实现的格型IIR自适应陷波器对信号滤波,并短时间跟踪信号频率,其接近收敛时基于简化梯度算法实现的格型自适应陷波器开始并行工作,待简化梯度算法实现的格型自适应陷波器收敛后,前者停止工作,简化梯度算法实现的格型自适应陷波器持续工作直至结束。仿真及实验结果表明,本方法可以获得更快的收敛速度、更高的频率跟踪精度。