基于加权相位延迟指数的阿尔茨海默病静息态脑电图定量分析

目的分析阿尔茨海默病(AD)、轻度认知功能障碍(MCI)患者定量脑电图的特征,探讨定量脑电图在早期检测和评估认知衰退方面的效用。方法本研究选取AD患者、MCI患者和认知功能正常的老年人作为研究对象,采用64导脑电图记录静息状态下脑电信号,通过加权相位延迟指数(wPLI)分析人组患者全脑功能连接的差异性。结果AD组在θ频段的相对功率超过对照组,在β频段则低于对照组。此外,三组间的功能连接呈现差异性。在θ和频段,AD组不同脑区之间的相位同步性增强。而在α频段中,AD组局部脑区之间功能连接强度减弱。同时,θ和β频段下的全脑电极平均相功率改变均与临床认知评估量表呈现相关关系。结论定量脑电图分析显示AD患者脑波存在频率慢化的特点。另外,AD患者同时存在脑网络皮层神经通路功能代偿和失连接现象。

电能计量装置异常状态监测方法研究

电能计量装置计量过程中,受功率谱谐波震颤强度影响,其状态指标数据呈现高度混沌状态,导致监测性能较差。为此,提出基于改进聚类分析的电能计量装置异常状态监测方法。通过构建电能计量装置状态评估体系,选取具有评估价值的技术指标及其对应的参数指标,并将相关指标参数视为待分类对象,以获取电能计量装置运行状态的混沌样本数据。利用蚁群算法优化K-Means聚类方法的聚类指标数据,实现电能计量装置状态监测。试验结果表明:该方法应用后的电能计量装置异常状态检出率较高,并且预测值与实际值的拟合率、准确率均较高。该方法监测性能较好。

基于随机相位差谱的全非平稳地震动建模

为合理表征地震动过程的全非平稳性和随机性,发展了一类基于相位差谱和功率谱结合的随机地震动模型。首先,阐明了相位差与地震动全非平稳性的关系,并利用实测强震记录,进行相位差谱模型参数的识别及统计分析。其次,采用确定性和随机性参数的功率谱模型,分别获得确定性参数的取值以及随机性参数的归一化最优概率分布。最后,通过选取基本随机参数的代表性点集,获得相应的地震动加速度代表性时程集合。研究结果表明:仅需2个或4个基本随机变量即可模拟具有自然变异性及丰富概率信息的地震动加速度过程,且模拟所得的加速度反应谱与实测强震记录拟合良好,为应用概率密度演化理论进行复杂工程结构的随机地震反应及抗震可靠性精细化分析奠定基础。

供水管道泄漏定位中基于互谱的时延估计

供水管道泄漏时产生泄漏声波,根据泄漏声波到达安装在管道上的2个传感器的时间差可以估计泄漏位置。减小时延估计的方差必须对信号滤波以提高信噪比,但泄漏信号所在的频带是不能预先确知的。互谱相位谱和相干函数在频域上反映了2个信号的相关性,根据它们估计泄漏信号的频带、设定滤波器截止频率,在较低信噪比的情况下提高滤波效果及检测结果的置信度。实际检测结果表明,该方法减小了泄漏定位的误差。

在开放边界条件下Nagel-Schreckenberg交通流模型的功率谱

在开放性边界条件下,从功率谱的角度讨论N age l-Schreckenberg随机交通流模型的相变,数值模拟结果充分地反映了交通流从自由流动相到拥堵相的相变,且在相变点上可以观察到1/f噪声信号.

基于时延估计波束形成预处理的实时语音盲信号分离研究

针对现有盲信号分离算法,在真实环境下性能会降低及计算量大而难以实时处理的局限性,提出一种将基于时延估计的波束形成与一种简单的去相关盲分离算法相结合的分离方法.在波束形成中,首先用互功率谱相位法对信号源到达传感器阵列的相对时延进行估计,然后进行延时对消,在此基础上再进行盲信号分离,并将该去相关盲分离算法推广到频域进一步降低计算复杂度.仿真实验表明,该方法简单可行并使得分离效果显著改善.

数字磁通门传感器的自动相位对准

三轴数字磁通门传感器信号处理电路的延时(相位延迟)及各轴延时不一致,影响数字滤波器的输出性能。提出了基于加权最小二乘法的互功率谱相位法计算延时的方法,针对该数字滤波器的特性,选择传感器的不同谐波信号对比分析相位延迟计算的精度,并设计了传感器的自动相位对准方法。实验结果表明:该计算方法精确有效,自动相位对准使滤波器输出性能提高25.89%。

地下水水位时间序列中的混沌特征

利用相空间重构技术、G -P算法以及Wolf提出的从单变量中提取Lyapunov指数的方法 ,分别计算了太原盆地 4组地下水水位时间序列的关联维数和Lyapunov指数。结果揭示在自然状态下 ,太原盆地某些孔隙潜水和孔隙承压水水位变化存在明显的混沌特征。这不仅为以后建立水位预测模型提供了理论依据 ,并且也为运用分形理论研究地质参数的时空变异性以及含水层结构的自相似性提供了进一步的支持。

基于改进的LMS-CSP算法管道泄漏点定位方法研究

针对变步长最小均方(LMS)自适应滤波算法的步长因子在算法收敛程度加深时快速变小的问题,提出在步长因子迭代过程中引入历史误差平方的遗忘加权和补偿项,并加入滑动窗,提高算法的收敛速度,同时减小了稳态失调。利用互功率谱相位(CSP)方法对信号进行时延估计,采用对互功率谱函数进行多帧加权平滑的方式来提高算法的抗噪能力。实验仿真结果表明,改进后的算法在信噪比较低的条件下,也能获取到有效的时延估计,证明新方法具有很好的鲁棒性,是有效的。

直接数字频率合成器(DDS)及其性能分析

介绍了直接数字频率合成器ＤＤＳ（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）的组成、工作原理及性能；运用信号系统理论和方法详细分析了ＤＤＳ的相位噪声、杂散噪声、数字化截断误差对输出波形的影响以及ＤＡＣ非线性对频谱纯度的影响等；还给出了相应的分析计算公式和响应曲线；得出的结论对提高ＤＤＳ输出信号的质量有一定意义．

沙牌坝址基岩场地地震动输入参数研究

重大水利水电工程地震动输入参数必须根据专门的地震危险性分析结果来确定。目前由地震危险性分析得到的一致概率反应谱具有包络的意义,不能反映实际地震的频谱特性,输入"一致概率反应谱"可能导致地震作用偏大;拟合设计反应谱人工生成地震动加速度时程的频率非平稳性也没有得到很好解决。为了解决这些问题,得到与坝址地震危险性一致、具体地震的输入参数,结合沙牌大坝提出了一套适用于重大水利水电工程基岩场地地震动输入参数确定方法:通过以有效峰值加速度为参数的概率地震危险性计算分析,确定坝址不同超越概率下的有效峰值加速度及对坝址贡献最大的潜在震源区;在最大贡献潜在震源内利用震级空间联合分布概率最大法确定坝址设定地震,依据加速度反应谱衰减关系确定与坝址设定地震对应的设计反应谱;根据设定地震结果和时变功率谱模型参数衰减关系确定时变功率谱,将时变功率谱和最小相位谱按三角级数叠加法进行强度和频率非平稳地震加速度时程合成。在对沙牌坝址区域的地震活动性及地震构造环境分析评价的基础上,采用上述方法,得到了坝址基岩场地不同超越概率下的有效峰值加速度、设计反应谱、强度和频率非平稳地震加速度时程等地震动输入参数。

一种新的信号特征量检测方法及其在自动平衡中的应用研究

快速准确获得振动信号的相位、幅值二特征量具有重要工程意义。本文提出了一种无需整周期采样、无需锁相环和复杂电路硬件的相位检测算法。该算法基于互功率谱估计,具有算法复杂度低、精确度高、适用频率范围广等优点。在该算法基础上又提出了一种相位补偿滤波算法,使信号经滤波后相位保持不变。该方法的运算量低,适于在线实时滤波;相位补偿准确度高,误差在1°以内。综合上述两算法构成的信号特征量检测方法,可以准确、快速地提取振动信号的相位及幅值。最后本文将上述方法应用于旋转机械自动平衡,结果表明两算法可以在线、准确地实现,并且能够达到较好的平衡效果。

基于圆形麦克风阵列的声源定位改进算法

针对波达方向估计中传统互功率谱法声源方位估计准确性差、方位模糊的问题,提出了一种基于圆形麦克风阵列的声源定位改进算法,并进行了实验验证。在该改进算法中,先设计了十二元圆形麦克风阵列,由麦克风对接收语音信号的时延与相位得到相位旋转因子,再将其引入到语音信号的互功率谱中,新定义了圆形集成互功率谱,由该功率谱进行声源方位估计。仿真与实测实验结果表明,本文的圆形集成互功率谱法对声源方位进行估计,估计的准确度高于传统互功率谱法。

非均匀采样的功率谱反演大气湍流相位屏的快速模拟

对大气湍流功率谱非均匀采样可以有效改善传统功率谱反演法低频采样严重不足的缺陷,实现高精度的大气湍流相位屏的模拟.但采用的直接求和运算计算复杂度高,相位屏的模拟速度极慢.将非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)引入到大气湍流相位屏的模拟,可以实现相位屏的快速模拟.从随机过程的谱分解出发,将大气湍流相位随机过程表示为有限谐波分量叠加和的均方极限.通过一个高斯核函数的卷积,将非均匀分布的谐波复振幅映射到均匀网格空间,进而利用快速傅里叶变换,降低计算复杂度,加快大气湍流相位屏的模拟速度.以大气湍流的Kolmogorov谱为例,利用NUFFT仿真得到大气湍流相位屏,并对相位屏的模拟精度、模拟速度和误差进行统计分析.结果表明,NUFFT的引入可以实现快速、高精度的大气湍流相位屏的模拟.

基于虚拟仪器技术和互相关原理的相位测量仪

在比较目前几种常用相位测量方法的基础上,提出了基于互相关原理的相位测量方法。该方法利用待测两路信号的通道中信号与噪声之间、噪声与噪声之间不存在相关性,通过求两通道中信号的互相关函数方法得到相位差的测量结果。并对该方法具有强大抗干扰能力进行了理论分析,全面阐述了基于互相关原理虚拟相位测量仪的实现过程。给出了对应硬件和基于LabView编写的核心软件构成,把该仪器同李萨如图法进行对比验证,通过比较它们的测量结果,说明该方法的测量结果正确可靠,达到预期的设计目的。

月降雨序列的混沌判定的合理性分析

针对目前月降雨序列混沌特性研究中存在的问题,以广东省西江流域高要站月降雨序列为例,运用功率谱方法、主成分分析法、饱和关联维数法、C-C方法进行了混沌特性的判定及特征参数的求取,同时分析了数据长度和噪声对混沌研究的影响。研究结果表明,利用功率谱方法进行混沌判定时,单纯的根据连续多峰的噪声背景作为判定混沌存在的依据并不可靠;饱和关联维数法仅从能量角度对混沌序列进行判定,此外,对混沌序列进行滤波会导致此法判定结果的稳健性降低,C-C方法证明了其计算结果的可靠性;为计算出相对稳定的饱和关联维D2,计算数据的长度至少应为450个点;递归图及相应的各种定量判定标准验证了改进的双小波空域降噪方法可有效去除混沌序列中噪声的影响。

差分二次平均修正的频域相位补偿线谱检测方法

针对常规平均功率谱方法幅度平方后相位信息丢失造成检测性能损失问题,通过对观测数据分段进行快速傅里叶变换后的统计特性进行分析,提出了高斯噪声背景下检测未知线谱的频域相位补偿方法。采用蒙特卡洛法估计相位补偿因子,先进行差分法去除零星野值,然后使用二次平均(TPM)去除连续野值,最后使用估计的相位补偿因子均值构造广义似然比检验统计量实现检测。从理论上对比了广义平均周期图(AVGPR)法、广义功率谱(GPR)法及文中方法的检测性能。仿真结果表明,文中方法充分利用信号的相位信息,参数估计简单,相位补偿因子估计准确,在一定虚警概率下较AVGPR法的检测性能提高了接近5 dB左右。

HL-1装置低杂波电流驱动波导阵列优化设计

本文利用Brambilla的波导阵列理论,结合HL-1装置的具体参数,计算了2.45 GHz低杂波耦合系统的波谱及波能的总体反射系数与边界等离子体密度剖面的关系。结果表明,要得到好的耦合效率及适合于电流驱动实验的波谱,有必要使波导口伸入孔栏阴影区1—1.5cm,使之尽量突破截止层,同时调节各波导间的相位差在70°—100°之间。

海陆地震联测：相邻地震台站的信号及震相特征对比

2004年作者在香港外海域进行了一次海陆地震联测实验,文章利用此次实验中的两个相邻固定台站珠海台和澳门台所记录的气枪信号数据,从波形、波谱特性和震相等方面分析了相邻地震台站对气枪信号的响应特征。结果显示,来自不同距离处的地震波波形和波谱特征在同一台站上变化不大,但在不同台站上的响应有所差别,珠海台受背景噪声影响更为强烈,其信号波形扰动大,具有较多高频成分,优势频率响应比较尖锐,而澳门台响应则比较平缓。对研究区下方速度结构进行了二维结构模拟,分析了台站附近速度结构对地震波到时的影响。珠海台PmP震相走时相对滞后,由于深圳断裂带穿过两台站之间,其引起的花岗岩基底破碎或上地壳厚度的差异都可能导致珠海台基底地震波速度的降低,这可能也是引起两台站对相同震源信号具有不同波形及波谱响应的因素之一。

Henon系统动力学行为的MATLAB仿真研究

利用MATLAB对Henon系统的动力学行为的演变进行仿真与分析.通过对时域图、相图、功率谱和分岔图的分析,表明Henon系统可通过阵发性途径走向混沌,其间歇性与霍夫分岔和倍周期分岔密切相关.