基于零相位数字滤波器的边界问题的分析

在分析传统的两种零相位数字滤波器设计FRR（Forward filter,Reverse filter,Reverse output）和RRF（Reverse filter,Reverse filter,Forward output）原理和方法的基础上,将FRR与RRF结合,对零相位数字滤波器的设计方法进行改进;通过仿真实验将传统的两种设计方法与改进的设计方法进行了结果对比和验证。结果表明结合法可以使数字信号处理中零相位滤波器存在的边界失真问题得到很好的解决,在高速铁路轨道不平顺信号的处理中得到了很好的应用。     

改进非分离二维离散小波的数据压缩算法

利用非分离的二维离散小波可把输入信号直接进行分解且小波中的4个滤波器矩阵间存在相互转换关系,提出了改进的二维离散小波算法。该算法用低频滤波器中的数据表示3个高频滤波器中的数据,使得在卷积过程中原算法重复计算的卷积被省去。采用改进算法后,计算每个小波系数时的乘法次数由原算法的l×(l-1)减少为ll×/2。再通过阈值法设置阈值进行数据压缩,使得压缩后的能量保留在99%以上,从而保证了重构信号的失真率很小且自适应地消除加在扰动信号上的噪声。仿真结果表明该方法在保证大的压缩率的情况下提高了运算速度,并对信号中的噪声干扰有很好的消除能力。     

基于改进LMD的谐波扰动检测新方法

局部均值分解LMD是一种处理非线性、非平稳信号的新方法。但是该算法存在滑动平均步长较难选择、计算速度慢、端点效应等理论问题。为了解决这些问题,提出了一种改进的LMD算法。首先采用支持向量机和镜像延拓相结合的方法将信号端点延拓,再用3次B样条插值求取包络线,最后分解得到乘积函数,并将该方法用于谐波及暂态谐波失真信号的检测中。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。     

改进的HHT方法在小电流接地选线中的应用

HHT(Hilbert-Huang Transform)的核心EMD能将复杂的信号自适应地分解成若干个具有物理意义的单分量信号,但是在其实现的过程中会产生端点效应,使得分解的模态分量严重失真,极大地影响了故障选线的准确性.基于此,本文通过采用自适应波形匹配的端点延拓法对其进行改进,然后运用改进的HHT方法对小电流接地系统的故障选线进行仿真验证.结果表明改进的HHT法不仅有效地抑制了端点效应问题,而且提高了单相接地故障选线的准确率.     

改进的HVD方法在转子故障诊断中的应用

针对转子故障诊断问题,介绍了一种基于希尔伯特振动分解(HVD)的多分量非平稳信号时频分析方法。该方法首先对原始振动信号的非平稳频率成分低通滤波,分离出幅值最大分量的瞬时频率;然后由同步检测获得对应的瞬时幅值和初相位;最后经过迭代运算自适应地提取原信号各分量的时频信息。针对HVD的边界效应问题,应用基于最小平方距离准则的波形匹配边界延拓法对其进行改进。通过仿真信号分析验证了改进的HVD对边界效应的抑制效果和对多分量信号的时频分析能力。分析了转子碰摩、油膜涡动、油膜振荡故障试验测试信号,结果表明改进的HVD方法可以精确提取转子系统故障的时频特征,证明了该方法的有效性。     

散焦图像边缘振铃抑制算法

针对编码孔径成像在图像复原过程中产生的振铃效应,提出了一种改进梯度平滑边界算法。首先对模糊图像进行均值滤波,计算出梯度平滑图像;然后对该图像进行反射插值延拓,延拓的图像经最优窗处理得到预处理图像;最后经改进维纳滤波算法恢复出原图像。实验表明,改进算法能有效抑制振铃同时保留图像细节信息,与梯度平滑边界算法相比复原图像的结构相似度提高了27%,图像质量指数提高了19%。     

零相位滤波器在基于激光多普勒效应的动态位移信号处理中的应用

本文介绍了零相位滤波器的原理和实现方法。零相位滤波器在通带范围内可有效消除一般差分滤波器对信号产生的相位失真和频率改变。将零相位滤波应用到激光多普勒信号处理子系统,有助于抑制噪声,提高信噪比,可为正确选用滤波器处理激光多普勒信号提供参考。在Matlab平台下对实测数据进行对比,分析的结果也说明了这一点。     

区间三角样条小波(ITSW)及其在电机故障信号边界问题处理中应用

首先构造了区间上三角样条小波,并将它应用到电机故障信号的检测中,很好地解决了一些传统的著名小波,如Symmlet小波、Daubechies小波、Coiflets小波、Meyer小波等以及一些常用处理边界的方法,如区间外数据补零、对称延拓、平滑法和周期延拓方法等不能解决的边界效应问题.区间三角样条小波具有对称性,因而具有线性相位.在电机故障信号分解和重构中比补零法、对称延拓法、平滑法和周期延拓法精度高.     

基于增量维纳反卷积的暂态过电压波形还原算法

在接触式过电压传感器的设计中,由于线路内分布参数的影响,测量系统的有效带宽受到限制。针对于此,文中对反卷积信号还原算法进行了研究,在传统的增量维纳反卷积算法上做出了改进,提出了一种预估γ值的改进算法,并借助套管末屏分压测量系统进行了试验测试。结果表明,该算法通过对传感器输出波形处理,可修复测量结果中失真的高频成分,以准确获得原始的输入电压波形,进一步拓展了测量系统的测量带宽。     

基于ISBM边界延拓和迭代HHT算法的电能质量扰动检测方法

电能质量扰动的快速检测是高质量供电的基础。提出一种基于斜率改进方法（ISBM）用于边界延拓和迭代HHT电能质量扰动检测方法,一方面由于信号的首末两端信息不足,采用ISBM算法进行边界延拓;另一方面,为了解决高频小产生模态混叠的现象,提出了迭代HHT算法,准确提取出高频小信号扰动特征信息。最后通过仿真对比分析得出本文提出的方法在一定程度上可以识别出高频小幅值特征,并使得边界特征波动变得平稳,更加逼近真实情况。     

基于小波变换的交流采样信号消噪技术

针对电力系统交流采样数字信号分析的需要 ,研究了小波变换技术在信号噪声抑制方面的应用。交流信号通常含有噪声 ,一般分为白噪声或有色噪声 ,A/D卡采样也会混入宽频带的噪声 ,即所谓采集噪声 ,利用小波变换的低通特性可以达到较好的消噪效果。通过模拟计算表明 ,经小波消噪后的波形变得光滑 ,信号的信噪比可提高约 5 0dB ,而且波形的过零点和峰值与原始波形基本一致 ,偏离范围在 0 .0 1°之内 ,为波形参数计算提供了方便     

基于预失真算法的任意波形发生器校准的研究

任意波发生器由于其可编程生成任意信号的特性,是信号与系统研究中的常用理想信号源,对其进行可溯源的校准是非常重要的。构建了由任意波形发生器、电缆、转接头、数字示波器和计算机组成的校准系统,采用预失真算法实现了对任意波形发生器的可溯源校准。预失真校准方法是基于补偿的思想,首先加载一个仿真的理想信号到任意波形发生器,由示波器进行可溯源测量,测量的信号包含了任意波形发生器和传输器件的失真,这个失真可以通过测量信号与理想信号的差值计算出来,根据这个失真对加载到任意波发生器的理想信号进行调整,最终实现了任意波形发生器的可溯源校准,使输入到示波器的信号成为一个理想信号。这是一个迭代过程,设计了迭代结束条件,即直至接近数字示波器的测量精度为止。为了验证校准方法的有效性,将50个等幅恒相的正弦波叠加而成的合成信号加载至任意波形发生器,经3次迭代,其相对误差的最大值从10.408 9%减小到2.305 3%。这表明研究的校准方法是有效的,校准后的任意波形发生器信号源系统可作为一个标准信号源,用于测量仪表的校准。     

基于电子式互感器的基波相位同步算法研究

本文研究了基于数字信号处理的电子式互感器的基波相位同步方法;针对电子式互感器中广泛应用的基于拉格朗日插值定理的相位同步方法存在运算量大的问题,首先研究了一种两点插值算法在电子式互感器基波相位同步的应用;然后针对其不足,设计了一种改进的基波相位同步算法,由模拟相位同步电路通过变换,得到离散域的相位同步函数,通过仿真,算法具有理想的幅值曲线和相位曲线;最后针对电子互感器传感头之间存在参数差异,与数字积分算法参数不匹配等问题,导致电子式互感器暂态特性差,相位不同步的问题,改进了积分算法,经过验证,算法能真实还原基波波形。     

一种数字化冲击电压波形重构新算法

为减少数字化冲击测量系统的测量误差,分析了冲击电压经数字化冲击测量系统后被测波形产生畸变的原因;提出了一种利用离散Gabor变换展开去噪与增量维纳滤波器相结合的冲击电压波形重构算法。IEC1083-2测试数据发生器产生的波形信号的研究表明,该法可有效去除噪声,波形复原准确度和稳定性较高。     

基于改进HHT方法的井下单相漏电选择性保护研究

针对常用中性点不接地单相漏电保护故障选线方法中存在的缺陷,提出一种基于改进HHT法的故障线路选线法.根据信号内部及边界的波形特征,利用原始信号产生子波形,再用相似波型加权匹配法对端点效应进行拓延,使EMD分解得到的包络曲线端点处包含了所有原始信号的信息,消除了端点效应的影响.仿真结果表明,改进的HHT方法不仅有效抑制了端点效应,而且提高了故障支路的判断准确性.     

数字均衡算法在虚拟电声测试仪器中的应用

针对在虚拟电声测试过程中所出现的频响偏差问题,提出了一种利用数字均衡算法来进行校准的方法.通过分析电声测试中信号经过DAC、ADC以及调理电路后的频响曲线,设计出合适的数字均衡器在信号播放与采集的过程中对信号滤波处理,从而对于出现的频响曲线失真进行补偿,使实验信号与标准信号的频响曲线更为接近,以满足电声测试对于实验信号的精度要求.仿真结果表明,该方法可以有效地进行信号补偿、提高电声测试的信号质量,对于测试结果也有较大的提升和改善.     

复合控制单相直流侧串联型有源电力滤波器

单相直流侧串联型有源电力滤波器由分别工作在高、低频率的全控型功率器件以及二极管构成的混合全桥逆变器组成,串联在整流桥的直流输出端和直流负载之间,只需处理部分功率,可实现降压的功能,是一种新型的单相整流桥谐波治理方案。将平均电流控制应用于直流侧串联型有源电力滤波器的控制将有助于其实现数字控制。文中首先分析了直接应用平均电流控制时控制效果差的原因:由于在低频开关的切换点前后,高频开关的占空比需要实现0、1的跳变,而当采用单一的调制方式时,调制信号不能产生与占空比相对应的波形变化,引起了输入电流的波形畸变。文中提出了一种在不同的工作区间分别采用前沿调制和后沿调制相结合的复合控制策略,避免了对调制信号的突变要求,但可实现占空比的跳变,成功地将平均电流控制应用于单相直流侧串联型有源电力滤波器的控制,可大幅提高输入电流波形质量。实验结果对文中的分析结论和提出的复合控制方式的正确性进行了验证。     

基于离散Gabor变换和增量Wiener滤波器的冲击电压波形重构算法研究

分析了冲击电压经过数字化冲击测量系统后被测波形产生畸变的原因,讨论了因量化噪声造成波形反卷积重构的病态性.提出了一种基于离散Gabor变换和增量维纳滤波器的冲击电压波形重构方法,对IEC1083-2TDG波形计算结果表明该方法可以有效实现冲击电压数字化测量波形复原,具有较高的准确度和稳定性.