Burg最大熵谱估计的改进算法

最大熵谱估计的Burg法存在着谱峰位移和谱线分裂的缺点,其主要原因在于短样本实现的非遍历性造成了第一阶反射系数估计值(?)_1有偏以及时间序列集平均的估计值有偏。本文针对这两点主要原因,阐明了两种比较简易的改进方法,模拟计算表明效果显著。     

基于EMD与切片双谱的轴承故障诊断方法

针对轴承故障诊断问题,提出一种基于经验模态分解(EMD,Empirical Mode Decomposition)与切片双谱分析相结合的新方法.将原始信号分解成不同尺度的固有模态函数(IMF,Intrinsic Mode Function),求取IMF分量的包络,计算其对角切片双谱,提取由于二次相位耦合产生的非线性特征,得到轴承的故障特征频率.通过对仿真信号进行分析,表明该方法克服了传统的基于EMD的包络功率谱方法不能抑制噪声的缺点,同时较传统高阶谱方法计算量更小.给出了6205-2RS JEM SKF轴承诊断实例,说明了该方法的可用性.     

基于EEMD-Hilbert谱的涡街流量计尾迹振荡特性

为了研究涡街流量计尾迹振荡特征,采用集总经验模态分解(EEMD)-Hilbert谱方法,对测量介质为空气、流量范围为10.58~220 m~3/h的涡街流量计管壁差压信号进行处理,首先用EEMD方法对管壁差压信号进行分解,得到固有模态分量,然后对分解后的各个分量进行Hilbert变换,得到Hilbert谱和边际谱,进而提取管壁差压信号的旋涡脱落频率。比较了Fourier变换与EEMD-Hilbert谱方法在信号去噪和频率提取方面的性能。结果表明:EEMD-Hilbert谱方法可有效去除叠加在实际涡街成分之中的噪声,能够较完整保留尾迹振荡的固有成分;在流量较低时,EEMD-Hilbert谱方法对尾迹振荡频率的提取精度比Fourier变换高30%以上,有效拓展了涡街流量计的测量下限;通过计算能量比,揭示了EEMD-Hilbert谱方法提高频率提取精度的原因,即EEMD-Hilbert谱方法降低了信噪比;Hilbert谱直观表示信号的时间-频率-能量关系。     

用于深空探测的400 MHz带宽Chirp变换谱分析仪的设计与实现

Chirp变换频谱仪（CTS）具有低功耗、高稳定性等优点,在深空探测领域中具有独特的优势。罗塞塔（Rosetta）彗星探测器搭载的180 MHz带宽Chirp变换频谱分析仪,是迄今为止唯一成功完成空间任务的后端外差式实时频谱分析仪。基于Chirp变换谱分析的原理,设计构建了数字展宽线技术与声表面波压缩线技术相结合的400 MHz带宽Chirp变换谱分析仪。完成了数字展宽线与模拟声表面波压缩线的优化匹配设计,使系统的分辨率达到了理论值100 kHz。进一步采用调频信号和多频率点信号对CTS系统进行了测试验证。      

基于HHT变换的超光滑加工表面谱特征分析

Hilbert-Huang变换(HHT, Hilbert-Huang Transform)是最新发展起来的处理非线性非平稳信号的时频分析方法,其基本的实现分为两步:多分辨经验模态分解和瞬时频率的求解,获得信号的时频谱.该方法的关键是多分辨经验模态分解(EMD, Empirical Mode Decomposition),任何信号都可以分解为有限数目并且具有一定物理意义的固有模态函数(IMF, Intrinsic Mode Function).用于表面分析,HHT可以将粗糙度曲线分解成不同频率范围的分量,每一个分量都有其独有的物理意义,区分各影响因素,得到Hilbert谱,进而可以分析加工过程中各影响因素的作用.针对超光滑表面的粗糙度谱特征进行了HHT变换分析,并得出了相应结论,对加工有一定的指导意义.      

一种起落架载荷谱相似性判别方法

起落架结构的寿命监控对保障其安全性与经济性具有重要作用,但由于地面谱复杂的高低载荷非线性交互作用,难以准确计算单机谱的损伤。以当量损伤计算方法为基础,通过对寿命监控中的单机谱进行初步筛选,判别单机谱与基准谱的相似程度,进而分析损伤计算方法的适用性。提出了一种基于时间序列分析中的动态时间弯曲方法的起落架载荷谱相似性判别方法,进行了基准谱与4个单机谱下的疲劳实验,通过分析损伤计算误差与起落架载荷谱相似距离的关系,验证所提载荷谱相似性判别方法的合理性。      

瞬态波形相位谱值的判别

本文对瞬态波形的相位谱进行了理论分析和实际计算。提出了确定相位谱值的一种方法,即鉴别相位角位于什么象限;提出了相位角的取值必须用傅立叶变换中的系数 a_n 和 b_n 的符号来判别的准则。文中并修正了国内外有关相位谱文献上的一些错误,这是对现有相位谱资料的有意义的补充。     

多头锗空间γ谱仪探测效率的提高

在γ谱线天文观测中采用多头锗晶体作为γ谱仪中的中心探测器,以提高探测器的观测灵敏度。本文以一个九头高纯锗探测器系统为实例,用蒙特卡洛模拟方法,分析了入射光子在各晶体中的能损分配和各类效率的比例,给出在几种晶体输出幅度组合相加情况下,探测的全能峰效率可提高的份额。并用较完整的模型对单个晶体的模拟结果与实测结果进行了详细讨论。      

应用最大熵谱估计检测微弱信号

频谱分析是数字信号处理的主要内容之一 ,近年来 ,由于最大熵算法的一些优点 ,使它成为现代谱估计中一个比较活跃的领域。最大熵算法是 196 7年由Burg提出来的一种现代谱估计方法。提出了应用最大熵谱估计及LMS自适应算法 ,根据有限数据 ,在频域内提取被淹没在噪声中的有用信号的方法及应用MATLAB语言进行的仿真。     

信号处理技术在计量测试中的应用(连载之二) 第三讲 现代谱分析技术和模态分析技术

一、基本概念现代频谱分析技术和模态分析技术是分别从频域和时域对信号系列进行分析处理的新技术。二者的基础都是参数模型。参数模型最早用于非工程领域,如著名的 Yale-Walker 就是用 AR 模型来预报经济趋势。1965年 Burg 在地震波预测中首先提出最大熵谱分析法。此后这二种技术在工程领域获得广泛的重视和应用。后经人证明对平稳过程,这二种技术完全是等价的,可谓异曲同     

太阳光谱线轮廓在日面上的变化和宁静太阳大气模型

本文利用在美国基特峰国家天文台观测得到的氢和电离钙多条谱线轮廓,以及PANDORA大气模型计算程序,对宁静太阳VAL-C'大气模型进行了诊断。文中首先讨论了模型大气中不同层次的辐射特性,着重指出H巴尔末谱线同Call共振线和红外线的源函数具有与温度不同的耦合关系。其次,通过计算得到了各条谱线在日面不同点的出射轮廓,并将其同观测轮廓相比较,存在的系统差别有:(1)Hβ和λ8498红外线线心的剩余强度较观测值高,而CaIIH和K线线翼的剩余强度则明显比观测值低;(2)Hβ及caII各条谱线在△λ=0.5?处的剩余强度值的临边增大系数较观测值大。除上所述及某些观测误差以外,计算值同观测值符合得较好。最后,文章分析了导致计算和观测不符的可能原因,并进而提出了对VAL-C'模型改进的意见。      

基于中法海洋卫星波谱仪观测的一维海浪谱模型对比

海浪谱模型不仅能表征粗糙海表面,还能揭示海浪能量随波数和方向的分布,为海洋探测等研究和应用提供必要信息。中法海洋卫星搭载的波谱仪可实现全球海浪方向谱的空间观测。根据现有海浪谱模型和海浪谱观测的发展现状,对波谱仪观测的海浪参数进行统计特征分析,在波谱仪观测的波数范围内(0.01～0.25rad·m^–1),进行不同海态下实测海浪谱与以Apel谱、Elfouhaily谱和Goda谱为代表的波高谱和曲率谱模型的比较,得到现有海浪谱观测与上述三种谱模型的差异,并结合海浪参数统计特征,对产生差异的原因进行讨论分析。结果表明,现有谱与波谱仪观测的差异来自于其对海态的不完全表达,且所表示的海态在自然状态中仅占有限比例。研究结论可以为海浪谱模型和观测的后续研究提供支持。     

ESF大尺度湍谱分布特性

本文从考虑磁剪切效应的电子连续性方程出发,直接进行两点重正化,建立并解析求解了电子密度涨落关联函数<δn(1)δn(2)>的演化方程.得到的谱<(δn)2>k在谱形,强度变化和最小方差拟合的谱指数等方面均与赤道扩展F大尺度湍谱分布实验结果符合较好.统一解释了通常分为Medium,Intermediate两区的实验结果,同时说明了F峰上、下的谱形相似和垂直与平行于地面的两个方向上的谱形相似问题.     

广州地磁Z分量日变幅的谱特征

利用1972—1993年广州地磁资料，分析了Z分量日变幅的年平均、年变化和半年变化等低频成分的逐年变化，以及小于60天的短周期变化特征．同时对1972—1993年的F10.7日均值进行了谱分析．结果指出，广州地磁Z分量日变幅的年平均与太阳活动指数F10．7的年平均存在良好的线性相关；具有幅度大约5nT夏季极大的年变化，与太阳活动没有明显相关，是一种季节效应；存在春秋分极大的半年变化，幅度与太阳活动有关，高年的幅度明显大于低年；具有明显的与太阳自转相关的27天左右的变化和明显的与行星波有关的接近16日、10日、5日、2日等短周期变化．广州地磁Z分量日变幅的这些谱特征，有助于更深入地了解中低层大气对电离层影响的物理机制．     

自回归谱估计法在动态测试中的应用

提出了动态测试中常用的 FFT 法对测试数据进行谱分析的局限性,并评述了一种适于短时序列数据段的现代谱估计法——自回归谱估计的 Marple 法,以对动态测试随机数据进行谱估计分析。文中把 Marple 法与其他最大熵谱估计方法进行了特性比较,论述了 Marple 法的原理,给出了程序框图。最后,对实际工程中得到的数据段长度 N=30的动态测试数据用 Marple 方法进行了谱估计,举出了计算机的实际分析结果,并与应用经典谱估计方法的分析结果作了比较,得出了几条结论。     

Euler方程的分裂型通量分裂双时间步隐式方法

传统隐式方法有格式复杂、计算量大等缺点,在Euler方程的差分离散过程中,利用算子分裂思想,结合通量分裂法、双时间步法等隐式离散方法,构造了一种更简单的分裂型隐式计算方法.通过对典型空气动力学问题的计算,检验了该方法的有效性和可靠性,并对其性能做了具体讨论.该方法具有稳定性好、时间步长约束小等隐式格式的普遍优点,同时具有格式简单、程序易实现等优点;避免了传统隐式方法单步推进时的方程组常规求解及矩阵求逆过程,计算量小;比LU-SGS方法收敛速度快.      

非晶态（Fe0.5Ni0.5）80—xCrxP14B6合金薄带的磁谱的研究

以阻抗电桥法对非晶态(Fe_(0.5)Ni_(0.5))_(80-z)Cr_zP_(14)B_6(x=0,1,2,3,4,6,10)合金薄带的淬态和等温退火后样品的磁谱进行了测量。结果表明:退火后相对起始磁导宰μ_(?)提高了3.6～6倍,截止频率f_c下降,磁损耗μ_2的磁谱出现了共振峰。同时,等温退火处理对各样品相对起始磁导率的影响比改变Cr元素含量x要大得多。     

基于各向异性分布的非相干散射雷达谱仿真

基于离子在加热条件下呈现各向异性分布的假设,建立离子声波激发条件下非平衡态的三维离子速度分布函数模型,给出任意视线方向上非相干散射谱的计算方法,分析幅度修正因子、离子声速粒子组分、雷达波束方向与磁场方向夹角及温度各向异性对功率谱的影响.研究结果可以解释离子线谱超过一个量级的幅度增强现象和上行离子线强于下行离子线的不对称现象,对加热强扰动电离层条件下的等离子体参数反演具有重要意义.      

航空母舰尾流数值仿真研究

为研究舰载飞机进舰着舰过程中航空母舰尾流的影响,选取了一个尾流模型在微机的MATLAB环境中模拟其速度的空间分布.根据成因将紊流分为4个组成部分:自由紊流分量的功率谱用成形滤波器法模拟,稳态分量通过线性插值得到,周期性分量可直接计算得到,而航母诱导的随机紊流分量则通过MATLAB的SIMULINK工具包模拟.模拟表明周期性分量占主导地位.此模型需要实验数据和船上实测数据进一步确认.     

一种新的低噪声梳状谱发生器

分析了经典梳状谱发生器的原理及应用局限,提出了一种新的梳状谱发生器—自相关梳状谱发生器。该方案已应用在小型Rb原子振荡器中,满足了Rb原子振荡器对倍频低附加相噪、高倍频效率和较好功率稳定性的要求。