讯号在频率域的实时处理

一以往谱分析技术的局限性实时谱分析仪测定频谱的分析速度比以往的一般分析仪要快数百倍,使用这种系统可以立即知道有关振动、噪声以及其它数据的频率分布;从频谱的变化分析结构的动态特性,或根据固有频率查明振源和噪声源的位置等等。以往的扫描滤波器型分析仪,是根据频率变换技术使中心频率偏移、由单一带通滤波器组成、一次只能分析一个频带域的分析仪,往往由外部给出滤波器的中心频率并使它和调谐频率一致,其原理如图1。这种分析仪,影响谱分析时间的重要参数是扫描滤波器的     

倒频谱分析研究

前言倒频谱分析虽然被人们了解已有相当长的时间了,但是它在1965年出现FFT技术之后才得到了广泛应用。倒频谱分析是一种建立在频谱分析基础上,把时间信号中的卷积(频谱中的相乘)在倒频谱中变为相加,而在卷积分解中,变为相减的方法。倒频谱分析用于检测频谱中的任何周期结构,如谐波、边带,也可检测回波的影响。倒频谱分析的应用范围有,含有回波信号的处理(地震和水下信号、测量混响环境中的喇叭、包括地面反射的航空发动     

谐波信号的通用频谱校正算法在回转机械监测中的应用

分析了常规FFT谱由于能量泄漏和栅栏效应,不能获得简谐振动信号精确幅值、频率和相位的原因。针对现有校正频谱方法的不足,提出了基于黄金分割的通用频谱校正算法。经仿真实例验证,该方法具有计算量小、校正精度高、适应面广的特性。经过回转机械启动实例分析,该方法能得到准确的临界转速、升速曲线和幅频响应曲线,为回转机械的瞬态行为分析提供了新的手段。     

HP5420A数字信号分析器性能和应用

HP5420A数字信号分析器是典型的双通道低频频谱和传递函数分析器。因为它能展示低频振荡情况,所以广泛地使用在机械结构、噪声、振动、控制系统、声学、相位噪声等电气和物理现象方面的分析。这个双通道分析器,分析频率范围从直流到25KHZ,分辨率可达40μHz;具有75dB的动态范围和不大于0.1dB的幅度不均匀度。它能做到瞬态采集和时间平均,自相关和互相关,直方图、线谱、自谱和互谱,传递函数和相干函数,以及冲击响应等功能的测量。被测信号可以是正弦、随机、瞬态和脉冲类型。内设工程单位标定器和供随机振动激励用的噪声发生器。测量结果显示在具有数字注解的、双迹高分辨率的HP1332A型阴极射线示波管     

用遗传算法优化Turbo码交织器

具有短帧的Turbo码的性能取决于交织器的设计．设计的主要目标是距离谱的优化。本文提出在S随机交织器的基础上，用遗传算法(GA)优化交织器．提高Turbo码的自由距离并减少具有自由距离码字的出现频率。它利用了遗传算法的群体多样性，具有全局优化能力的特点，优化了Turbo码的距离谱，提高了系统性能。仿真结果表明，遗传交织器的性能优于块交织器、螺旋交织器等传统交织器。     

调制信号双谱在滚动轴承故障诊断中的应用研究

如何从噪声中提取有效的故障特征频率,如何有效地解调振动信号中固有的调制分量,这种问题的存在影响诊断的精确性。为了解决这一问题,应用调制信号双谱(Modulated signal bispectrum, MSB)的信号处理方法,开发了基于信号解调特性的MSB来进行解调和降噪。首先将采集到的振动信号,使用MSB方法进行降噪和解调,得到调制信号双谱图;为准确地量化边带幅度,使用调制信号双谱-边带估计器(Modulation signal bispectrum-sideband estimator, MSB-SE)进行处理;通过选择几个次优的切片构成最佳的切片;最终,通过复合切片谱实现故障特征频率的提取,为进一步验证MSB的准确性,并用调制信号双谱相干性检测。通过对模拟信号及滚动轴承故障实验数据进行分析,验证了该方法的有效性和优越性。     

旋翼变距拉杆关节轴承磨损故障特征及磨损程度识别

在旋翼故障试验台上设置不同程度的变距拉杆关节轴承磨损故障,分别测量其引起的机体振动信号,通过频谱分析技术提取该类故障的机体振动特征。取故障信号频谱分量作为训练和测试样本,利用径向基神经网络的良好逼近能力,实现了仅用机体振动信号来识别变距拉杆关节轴承磨损程度,识别平均误差小于10%。该诊断方法简捷可行,为进一步开发旋翼状态监测与故障诊断系统提供技术基础。     

国际电联亚轨道飞行器载电台国际标准化工作

针对国际电信联盟（International telecommunication union, ITU）在2015年世界无线电通信大会（World radiocommunication conference, WRC）上提出的关于亚轨道飞行器载电台无线电通信问题的研究,中国运载火箭技术研究院亚轨道飞行器研制团队协同国家无线电监测中心、北京跟踪与通信技术研究院积极跟踪参与电联工作,在WRC-19研究周期内完成了提交电联研究组讨论的亚轨道飞行器载电台通信技术报告,结合我国技术发展的实际需求,提出了满足全时通讯、大多普勒频移变化及克服通信黑障等的频谱需求策略。该议题是我国传统航天运载器无线电通信首次参与国际标准制定工作,对于我国的航天无线电通信需求在国际商业层面的合规使用提出了全新挑战。该议题将在2019年的WRC-19上提交大会审议,预期将在下一个WRC研究周期内继续进行业务需求和相应频谱需求的分析,以及后续的兼容性分析,从而为商业亚轨道在国际电联规则层面的合规使用做好技术支撑。     

飞机舵机作动器局部应力与疲劳寿命分析

通过有限元分析软件ANSYS Workbench对飞机舵机作动器进行了力学分析建模,通过引入非线性接触设置模拟了作动器筒体的实际工作的接触效应,分析了结构在复杂工作状态下的局部应力分布,并且根据第四强度理论校核了结构的静强度设计;然后,在静力分析的基础上,根据第一强度理论确定结构的疲劳危险点,并结合名义应力法和线性累积损伤理论估算了结构在设计疲劳谱下的疲劳寿命。本文的分析流程可以给工程设计单位在处理类似复杂航空结构的静强度与安全寿命设计问题方面提供参考。     

非平稳脉动压力数据的SPWVD时频分析技术研究

对于高速风洞中进行的非定常流动脉动压力实验,由于传统的Fourier变换无法表示脉动压力频谱特性随时间的变化规律,因此必须借助时频分析工具进行数据处理.根据非定常流动脉动压力信号的特点,通过对几种时频分析方法进行理论分析与比较,确定Smooth Pseudo Wigner-Ville Distribution(SPWVD)方法是比较合适的分析工具.通过对实验数据进行处理,发现SPWVD具有较好的时频聚集性,能够有效地消除二次型分布固有的交叉项干扰;基于SPWVD的时频分析技术能够刻画出某实验舱门开闭过程中脉动压力的能量密度、瞬时功率以及能量谱密度随时间、频率的分布特性与动态变化;在流场参数发生改变时,SPWVD能够正确地反映出脉动压力特性随流动形态的变化.     

大型火箭发射时发动机噪声预示方法研究

用发动机等效出口直径做为特征尺寸,并假设出口参数相同(实际上,对同一类型火箭发动机,出口参数很相似)。用出口直径对观测点位置进行规一化,用出口直径和推力对声压级规一化,考虑到在声传播过程中,大气衰减与频率的二次方成比例,高频声波比低频声波衰减快,在喷口附近频谱的谱峰频率较高,在远离喷口处,谱峰频率移向低频,实测结果也是如此,因此引出了一个规一化谱形修正因子,连同出口直径一起对频率进行规一化。最后由‘数据’火箭的实测数据得到了三条曲线。对误差做了分析,并对部分误差提出了修正方法。可给出新火箭任一位置的总声压级和三分之一倍频程频谱。     

电磁频谱空间认知新范式：频谱态势

电磁频谱已经成为信息时代不可或缺的国家战略资源,面对越来越复杂的电磁频谱环境所带来的重大挑战,电磁频谱空间研究对未来频谱共享、无线电秩序管理以及电磁频谱战有着重要意义。本文从频谱态势理论模型、广域频谱态势感知、动态频谱态势生成和频谱态势高效利用4个方面,综述了对电磁频谱空间认知基础理论和关键技术的研究现状,并指出将孤立、分散、静态的频谱数据整合成一个整体、动态、关联、可视的异构数据集合是频谱态势未来的发展方向,为未来移动通信系统提升动态频谱效率、无线电秩序管理中提高恶意用户检测概率与虚警概率性能、对抗条件下增强频谱效能比,提供理论与技术支撑。     

永磁式力矩器的误差与补偿

本文从工程实践出发,通过试验,分离出影响永磁式力矩器性能的各种主要误差源,并总结了一套较为完整的、能大幅度提高力矩器线性度、对称性、位置稳定性、温度稳定性、抗干扰能力和长期稳定性的补偿方法或处理措施。从而使永磁式力矩器精度高达5×10~(-5)。这项研究工作,对提高惯性导航元件(陀螺仪和加速度计)的性能很有意义。     

多重分形谱在材料分析中的应用研究

基于多重分形谱的物理意义，通过图像分析与处理技术，利用Delphi语言设计了图像结构的多重分形谱的计算程序。通过程序中图像黑白二值化转化阈值的设定，实现了从材料组织结构形貌图像上提取其相应的概率测度和标度指数的功能，并计算了它们的多重分形谱。分析表明：在对材料的组织结构进行研究的问题中，多重分形谱是一种有意义的表征参数，能够从多分形角度对材料的组织结构开展定量化的分析与解释。     

跨声速空腔剪切层动态特征传播特性研究

开式空腔流动发生时,剪切层内旋涡运动与腔内前传声波相互作用,引发空腔自持振荡现象。针对长深比为7的开式空腔,采用脉动压力测试技术,在Ma=0.9来流条件下开展腔内剪切层动态特征试验研究,通过频谱分析和互相关分析,揭示剪切层动态特征发展机制和模态噪声传播规律。结果表明：剪切层内单调增大的宽频噪声和类余弦分布的模态噪声相互叠加,使剪切层整体动态特征呈波浪上升发展;模态噪声逆流向上行传播,其速度同样呈类余弦分布,变化趋势与模态噪声幅值保持一致。结合Rossiter模态预估理论发现：同频率的上行模态声波与下行旋涡相互作用,产生了类驻波现象,导致模态噪声功率谱密度和传播速度沿流向周期性变化。     

基于空间相关函数的二维紊流场数值生成法

大气紊流是复杂的扰动形式,影响飞行品质、飞行安全。对于复杂的飞行任务,有必要生成二维紊流场模型,从而更准确地反映扰动情况。传统方法是以时间频谱为基础,利用谱分解定理得到所需的成形滤波器结构,进而生成紊流递归模型。这种方法需要经过对模型进行简化,以便利用谱分解定理,使仿真模型的统计特性受到影响;另外,从理论上讲,传统方法只能生成一维大气紊流递归模型。本文直接从空间相关函数入手,提出建立离散自递归模型的新方法,给出了二维紊流场的递归模型     

实测信号功率谱的低频畸变问题

本文以航天运载器为例分析了实测信号功率谱的低频畸变(所谓“低频上翘”)现象。指出造成低频畸变的原因是帧平均型数字谱分析限制、分辨率太低和样本长度不够。提出了功率谱分析中“可信分析频带”的概念。认为一次分析中的上下限频率之比必须小于40～50;或者,最低分析频率应大于分辨率的8～10倍。凡不满足上述条件的处理结果,低频段的功率谱密度值都是值得怀疑的。文中讨论了纠正低频畸变的方法。     

倒频谱分析研究(续)

本文是在《倒频谱分析研究》(本刊82年第一期)基础上,进一步讨论倒频谱分析的基本理论,引入Z变换,求证倒频谱与频谱幅值之间的关系。讨论了用倒频谱分析复杂信号。利用声谱上等间距的谐波经倒频谱分析后辨别发音人。本文也是对《倒频谱分析研究》的补遗。     

实用换能器频谱及声场特性分析

本文从超声检测原理出发 ,针对超声检测中近场区内缺陷难以准确定量的问题 ,利用计算机数字信号处理技术 ,通过对不同换能器进行频谱分析 ,计算各换能器声轴线上声压分布曲线 ,并进行对比实验 ,探讨了超声检测中声轴线上声压分布的一般规律。为提高超声检测的可靠性 ,并最终解决上述问题提供了理论和实验依据     

齿轮故障诊断技术的研究

本文总结了我们多年来对齿轮故障诊断的研究工作。论述了故障齿轮振动信号的数学模型;论证了齿轮故障诊断的新方法:细化复包络分析、宽带解调技术、三阶谱分析、相关谱分析和最大熵谱分析,并列举了实例。 细化复包络谱是将细化技术应用到复包络谱上,可以提高频率分辨力。理论分析与计算机模拟表明,宽带解调技术具有很高的信噪比。三阶谱与相关谱对某些故障的分析很有效。理论分析表明,对调相信号的最大熵谱估计是有偏估计,文中还给出了线性调相与线性调频两种情况下的偏移量。