基于Kalman基频跟踪的介损角测量算法

为减小采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行介损角测量时,由非同步采样引起的频谱泄漏和栅栏效应对测量结果造成的影响,提出了一种基于卡尔曼基频跟踪的改进FFT介损角测量算法。利用扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)对电网信号进行实时基频跟踪,控制下位机实现基频信号的整周期采样,之后采用加窗FFT算法计算信号的实时相位差,得到介损角测量值。采用EKF基频跟踪整周期采样算法,可以从硬件上实现信号的整周期采样,有效减少非同步采样对介损角测量的影响。基频波动、介损角真值变化、谐波变化及白噪声影响等情况下的介损角仿真实验和实际应用验证了该算法的准确性和有效性。该算法为高精度介损角测量提供了一种新的思路。     

计及衰减直流分量的基频电压半周期检测

衰减直流(DDC)分量、高次谐波等干扰信号的存在,使得对电网畸变信号中基频分量的幅值、相位检测存在一定误差,其中DDC分量的时间常数通常超过45 ms,持续时间较长.为此,文中首先针对畸变信号中DDC分量提出一种半周期四点采样检测算法,缩短了DDC分量的检测响应时间.其次,针对同时含有DDC分量与高次谐波的畸变信号,提出将畸变信号进行半周期积分后,在dq坐标系下将上述DDC分量检测算法与高次谐波检测算法进行组合,在工频半周期中可同时滤除干扰信号的影响,准确检测到畸变信号中的基频分量.最后,搭建了MATLAB/Simulink半实物实时仿真模型,从检测精度、响应时间等方面验证了所提算法的有效性.     

圆筒型永磁直线同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿

分析了圆筒型永磁直线同步电机采用线性霍尔传感器进行位置检测时存在的误差,并提出了一种离线标定和在线Kalman滤波相结合的误差补偿方法。霍尔传感器信号的误差形式包括存在直流偏置、两路信号幅值不相等和信号中含有谐波等。前两种误差形式分别会在位置检测结果中产生基频和2倍基频误差,对此通过离线标定的方式获得两路信号的直流偏置和幅值比,并补偿到原始信号中。霍尔信号中的谐波由气隙磁场畸变引起,利用有限元仿真分析了磁场中的谐波含量,分析表明磁场畸变会导致位置检测产生4倍基频误差,对此采用在线Kalman滤波提取霍尔信号中的基波分量,消除了谐波分量的影响。实验结果表明,补偿后的位置检测误差减小了81%,从而验证了该补偿方法的有效性。     

基于DSP5416的语音采集与保密通信的实现

设计了基于数字信号处理器TMS320VC5416的语音保密通信系统。主要包括语音信号采集和数字信号处理2个模块,采用I2 C模式控制和SPI模式传输信号实现无缝连接。语音信号采集模块采用TLV320AIC23芯片,进行语音信号的采集和编解码。核心处理器采用循环异或算法,对音频信号进行加密或解密处理。设计系统语音采集与传输主程序和保密子程序,并调试实现了保密通信功能。测试结果表明,该系统实现方便、算法精度高、抗干扰性能力强,能够满足实时信号处理和保密通信的基本要求。     

矿用双通道光纤拾音系统设计

针对矿井发生重大灾害时通讯系统因断电无法使用的问题,设计出一种本质安全无源检测的双通道光纤拾音系统。基于直线型萨格奈克-马赫泽德光路结构,采用单模光纤作为传感单元检测语音信号,借助光开关实现双通道信息采集,并通过STM32嵌入式微控制器与FreeRTOS嵌入式操作系统的联合开发实现语音信号的实时采集与还原。系统经实验测试,可以在长为2.5 km的传感距离范围内,实现500 Hz与1 000 Hz单音、摩斯电码求救语音、人类呼救语音等信号的双通道扫描式拾取,频率分辨率为0.02 Hz,精度为±0.01 Hz,从而为矿井重大灾害救援应急通讯与人员定位提供一种新的思路与解决办法。     

一种改进的科里奥利质量流量计信号处理方法

本文采用自适应ⅡR陷波器对科里奥利质量流量计信号进行滤波,计算其频率;采用自适应谱线增强器从含有噪声的数据中提取出基频信号.然后采用滑动Goertzel算法实时计算两路信号之间的相位差,并根据频率和相位差计算出时间差,测得质量流量.仿真结果表明本文所研究的方法是有效的.     

变压器负载条件下提取铁心振动信号基频成分方法的研究

振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段,不仅能够检测出故障绕组,还能检测铁心的状况,对其进行充分的研究有良好的应用前景。本文介绍了变压器铁心振动的起因,提出了一种不必空载运行变压器即可取得变压器铁心振动信号基频成分的方法。通过设计的测试系统,本文模拟变压器实际运行时的情况,测量了不同负载电流及空载情况下变压器本体的振动加速度信号。通过拟合的负载电流与振动加速度信号基频成分的关系曲线,得到了负载电流为零时变压器振动信号基频成分的幅值,这个值与空载情况测得的振动信号基频成分相当,说明了利用这种方法可以提取出变压器铁心振动信号的基频成分用于铁心的在线监测。     

基于自适应预测滤波器的谐波检测

准确、快速地检测电力系统电流中的谐波成分是保证有源电力滤波器具备良好工作性能的关键。提出了基于自适应有限脉冲响应(FIR)预测滤波器的谐波实时检测系统。论述了自适应滤波器谐波检测原理．利用最小均方算法(LMS)对所需检测信号进行预测。采用Matlab进行了FIR的预测滤波器实验仿真。仿真说明该方法跟随性能好,在3／4个基频周期内就能跟踪上基波的变化。     

基于Hilbert的单边带调制随机共振的微弱信号检测

为了克服经典随机共振中的小参数检测条件的限制,介绍了基于Hilbert变换的单边带频率调制技术,并与二阶随机共振系统相结合,提出了运用调制随机共振的方法实现工程中大信号检测的应用。针对小采样频率和大采样频率进行了分开讨论,并对基频信号的选取做了相关研究。研究结果发现,小采样频率下,Hilbert单边带频率调制技术结合二阶系统有很好的检测效果。大采样频率下,可以结合变尺度处理进行优化。数值仿真分析表明,基频信号取在频率轴分辨率的10～60倍时,会有一个较高的并且较稳定的输出信噪比。并将变尺度Hilbert单边带频率调制技术运用于实际的轴承内外圈故障信号检测中,能明显、准确的检测出单频故障大信号。     

基于改进S变换的电压暂降起止时刻检测

电压暂降起止时刻是重要的暂降特征量,在分析改进S变换基础上提出一种改进S变换基频幅值向量和基频差分平方向量相结合的暂降检测方法。首先通过改进S变换基频幅值向量判断信号是否发生暂降,再利用改进S变换基频差分平方向量检测暂降信号起止时刻,最后依据基频幅值向量和暂降起止时刻的检测误差曲线来确定改进S变换高斯窗宽调节因子,达到更优时频分辨率。所提方法能更准确地检测发生在不同持续时间、不同波形点和不同幅值深度的暂降所对应的起止时刻。仿真和实测结果验证了方法的有效性。     

基于线性预测与归一化互相关的基音检测

基音是语音信号分析的重要特征参数之一,在众多领域有广泛的应用。由于传统的基音检测算法在信噪比较低时检测效果较差,提出了一种新型的基于线性预测与归一化互相关的基音检测算法,该算法利用线性预测分析,消除噪声和声道冲击响应对基音检测的影响,采用归一化互相关系数选取基音周期,并采取了动态规划算法对基音周期进行平滑。仿真实验表明,方法性能优于传统自相关法和平均幅度差法,尤其在信噪比较低的带噪语音音环境下也具有很好的鲁棒性。     

低信噪比语音信号端点检测和自适应滤波

本文采用时间序列信号短时分形的非线性分析方法,对信噪比在0dB和－5dB的噪声语音信号进行了语音端点的检测和自适应滤波研究。通过计算机仿真实验,结果表明：噪声语音信号的短时分形维维数的大小能较准确地判定语音的起止端点,并且基于短时分形维数的噪声语音自适应滤波也具有明显的去噪效果。     

基于投影分类的语音端点检测方法

针对低信噪比条件下语音端点检测精度受噪声干扰严重的问题,提出了一种基于投影分类的语音端点检测方法。该方法首先利用长时语音信号变化率测度特征进行低信噪比环境中的语音特征计算,充分利用语音信号和非语音信号的不同来增强低信噪比条件下的区分度;接着,采用Fisher准则对语音和背景噪声进行分类识别,确保投影后的特征参数类内散度最小、类间散度最大。实验结果表明,方法具有较高的检测精度,在信噪比为-10 d B的白噪声干扰情况下仍然保持了86.7%以上的正确检测率。     

基于锁定放大的微弱激光回波信号探测系统

微弱信号检测的核心问题是对噪声的处理,为了探测深埋于噪声中的微弱激光回波信号,设计并搭建了一套锁定放大信号检测系统。PIN光电二极管探测到的微弱激光回波信号由前置放大电路和二级放大电路转换为电压信号并放大,再经带通滤波器滤除带外噪声,最后通过相敏检波电路,转换为与回波光强成正比的直流电压信号输出。测试结果表明,系统可以有效抑制噪声,被测信号的信噪比改善超过10.6dB。     

基于均值滤波的电能质量检测去噪方法

在电能质量检测领域,测量信号通常叠加着随机噪声,因此去噪是信号检测的重要前提。作为常见的去噪方法,均值滤波和中值滤波有很多缺点。均值滤波因其能去除大量的高斯噪声且易于实现而成为一种常用的线性滤波,但均值滤波对于奇异点却很敏感。对此给出了一种改进的均值滤波方法,此方法不单能去除高斯噪声,而且能很好地保留突变点信息。     

基于中值滤波的铁磁材料缺陷漏磁检测信号处理

漏磁检测反演问题主要是通过漏磁检测信号来反演出缺陷的轮廓尺寸等信息,由于漏磁检测反演问题具有不适定性,因此漏磁检测信号的精度对反演结果的准确性影响很大.实际检测漏磁信号中存在大量复杂的噪声信号,无法直接用其展开反演计算.一般漏磁信号中含有的噪声量包括高频噪声和基线漂移信号.为了过滤掉这些噪声,在中值滤波算法的基础上,将...     

基于Ip-Iq法谐波检测中数字低通滤波器的设计及其DSP实现

针对基于Ip-Iq法的谐波检测在有源电力滤波器的应用,利用Matlab仿真软件建立仿真模型,分析低通滤波器的选择、设计及其对谐波检测的影响可知,不同类型的低通滤波器,以及滤波器的阶数、截止频率对谐波检测的动态过程和精度都有一定影响。综合考虑谐波检测的要求,选用契比雪夫低通滤波器进行仿真,结果表明:该滤波器阶数越高响应速度越快,但在通带内存在高次谐波;阶数越低响应速度越慢,但通带响应较好。在仿真的基础上给出了用数字信号处理芯片(DSP)实现基于Ip-Iq法谐波检测的方法和结果,实验结果验证了仿真的正确性和低通滤波器对检测结果的影响。     

采用小波分解和同步检波的电压闪变信号检测新方法

本文提出了一种新型同步检波器,用子带滤波器取代了传统同步检波器中的低通滤波器。在此基础上,提出了采用小波多分辨率信号分解和同步检波的电压闪变信号检测新方法。该方法不仅能够对电压闪变信号进行不失真地包络检波,而且能够精确地检测电压闪变信号的时间和包络信号的发量及其幅度。仿真实验结果表明,该方法具有良好的检测和时频分析性能,适用于突变的、非平稳的电压波动与闪变信号的检测。     

基于小波包变换有源电力滤波器的研究

通过小波包变换可以实现信号频带的均匀划分,能够更好地提取信号的时频特性,将小波包变换技术应用于有源电力滤波器的检测环节中,设计了基于小波包变换检测谐波的单相小波包滤波器,并在此基础上通过仿真验证了APF三相检测电路的可行性。     

马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测

对时滞依赖于模态的离散马尔可夫跳跃系统的鲁槔故障检测问题进行了研究.利用多面体系统表征系统时变参数的不确定性,在其顶点求解可以显著减少计算量.基于依赖于系统模态的滤波器构造残差产生系统,所设计的故障检测滤波器,其参数矩阵不是常值,而是以同一概率随着系统模态的变化而变化.设置H∞性能指标并利用线性矩阵不等式推导出故障检测滤波器存在的充分条件,求解出滤波器的参数矩阵.仿真结果表明:设计得到的鲁棒故障检测滤波器能够保证对故障信号的敏感性,并对外界扰动信号和系统时变参数的不确定性具有鲁棒性.