超声全矩阵数据联合稀疏重构的多测量向量模型应用

针对单测量向量模型等传统压缩感知方法处理超声全矩阵捕捉数据时,存在重构精度低和重构耗时长等问题,该文研究了多测量向量模型应用的可行性。针对铝合金试块中不同深度的Ф2mm横通孔,分别使用多测量向量模型中的多测量稀疏贝叶斯算法和单测量向量模型中的稀疏贝叶斯算法进行超声全矩阵数据重构,并实施全聚焦成像。随后,引入归一化均方误差和阵列性能因子评价图像和信号的重构效果。实验结果表明,稀疏贝叶斯算法在25%采样率时的归一化均方误差为1.9%,而多测量稀疏贝叶斯算法仅需15%采样率即可达到相似效果且耗时更少。

压缩感知的多重测量向量模型与算法分析

压缩感知(Compressed Sensing:CS)技术是信号处理领域中数据获取和重构的新方法,其在理论上保证了只要源信号在时域或某种变换域中具有稀疏性,可以以远低于Shannon/Nyquist采样定理的采样率对信号进行采样而不至于引起信息丢失,同时,还可以以高概率重构源信号。CS现有算法大都从单重测量信号中恢复稀疏信号源,即为单重测量向量(SMV)模型。而在实际应用中,存在大量的多重测量向量情形,从多重测量向量中恢复未知的具有相同稀疏结构的联合稀疏信号源的模型称为CS的多重测量向量(MMV)模型。本文首先对CS-SMV和CS-MMV模型的基本数学原理进行了详细介绍,讨论了两种情况下稀疏源信号恢复的存在性与唯一性,然后在此基础上重点对近年来出现的各种联合稀疏信号的恢复算法进行了综述,分析了各种算法的性能,较全面的讨论了MMV模型的应用前景。最后对CS-MMV模型的发展趋势进行了总结和展望。

耦合改进型矢量磁滞模型的变压器磁场分析及实验研究

为了准确分析变压器、电机等电工设备的磁性能,在基于传统Chua-type模型的基础上,提出了一种直接描述电工钢片磁场强度H与磁通密度B数学关系的改进型矢量磁滞模型,其中模型参数由单片电工钢片磁特性测量系统获得;推导了不同轧制方向磁滞模型的数学表达式,讨论了耦合该磁滞模型的时步有限元计算的收敛性,并通过对单相变压器铁心模型磁场的实验测试,验证了耦合磁滞模型有限元分析的有效性。

基于调制相移法的高准确度光纤长度测量技术

为了克服传统调制相移法测量频率范围窄、测量准确度低的缺点,提出一种基于调制相移法的单模光纤长度精确测量技术.利用一体化矢量网络分析仪的高速调制信号同步技术及高频信号相位差测量技术,设计并研制了单模光纤长度测量装置.基于矢量网络分析仪自带的VBA插件编写了自动控制及数据处理软件,给出了相位变化量自动处理方法.利用研制的装置分别测量了长度为2km、40km和150km的单模光纤在不同工作波长点的长度值,实验结果表明,2km的光纤长度测量值实验标准偏差优于0.2mm,150km的光纤长度测量值实验标准偏差接近0.01m.该装置可对1 310nm、1 490nm以及1 550nm波长的光纤距离进行精确测量,为光纤长度的高准确度测量提供了一种新的技术途径.

应用地磁场的弹体飞行姿态测量方法研究

常规弹药的简易制导化是常规弹药改造的一个重要途径,是目前研究的热点之一,可以在低成本下大大提高常规弹药的精度,弹道修正弹是其中的一个重要发展方向,而弹体姿态实时测量是其中的一项关键技术。介绍了弹体姿态测量中基于地磁场的姿态测量方法,将其分为组合姿态测量和单矢量测量,并对测量方法做出了分析,阐述了应用地磁场的姿态测量的重要意义。

MMV模型在电能质量扰动信号重构中的应用

针对单重测量向量(SMV)模型下电能质量扰动信号压缩重构算法存在压缩率不高,重构时间长等问题,提出多重测量向量(MMV)模型应用于电能质量扰动信号的压缩重构算法。利用二维化处理的电能质量扰动信号在小波稀疏基下的稀疏矩阵具有相同稀疏结构的特性,应用多重测量向量模型-正交匹配追踪算法(MMV-OMP)算法完成重构。实验结果表明,相对于SMV模型下的重构算法,基于MMV模型的压缩感知重构算法具有更好的重构效果,更高的采样率以及更短的重构时间,为电能质量扰动信号的重构提供了1种新的思路。

多重测量矢量模型下的稀疏步进频率SAR成像算法

基于压缩感知(Compressed Sensing,CS)的合成孔径雷达(SAR)成像算法可以用低于Nyquist采样率的采样数据完成稀疏目标高分辨成像。然而已有的算法在重构1维距离像时采用的大都是单重测量矢量(Single Measurement Vectors,SMV)模型,存在着重构耗时长、受噪声干扰大的缺点。该文从压缩感知的多重测量矢量(Multiple Measurement Vectors,MMV)模型出发,利用多重测量矢量恢复具有相同稀疏结构的联合稀疏目标信号源,从理论与实验角度分析了基于MMV模型的SAR 1维距离像成像性能,提出了一种距离向基于MMV模型,方位向基于SMV模型的2维SAR成像算法。该算法从耗时上、重构精度上均优于SMV模型下的CS成像算法。通过对仿真数据和地基雷达实测数据的处理,验证了算法的有效性。

基于混合脉宽调制技术的永磁同步电机过调制区域相电流重构策略

基于传统单电流传感器(single current sensor,SCS)技术的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)系统在运行于过调制区域时,会存在相电流重构盲区(measurement dead-zone,MDZ)的问题。该文基于一种混合脉宽调制技术(hybrid space vector pulse width modulation,HSVPWM),改进传统的矢量脉冲插入法(measurementvector insertion method,MVIM),实现过调制区域的相电流重构,拓宽电机的运行范围。与传统方法相比,所提出的控制策略中,插入的2个矢量脉冲位于每个开关周期的中间与开始时刻,保持SVPWM波形的对称性,不会引起电流畸变,而且实现程序大大简化,有利于提高系统的整体控制性能。仿真与实验结果均验证所提出方法的有效性与可行性。

基于多测量矢量压缩感知的超分辨荧光显微成像研究

在超分辨荧光显微成像技术中,单分子定位显微方法是被广泛应用的技术之一。根据荧光显微成像原理构造多测量矢量压缩感知模型(Multiple Measurement Vector-Compressed Sensing,MMVCS),并采用多重稀疏贝叶斯学习算法进行求解,来实现超分辨荧光图像重建。分析了有效像元大小、荧光分子生成的光子数和背景信号泊松化噪声对重建结果的影响,以及在图像进行分块处理时算法运行时间的分析。模拟和实验计算分析表明,当点扩展函数的标准差在160 nm时,有效像元大小在120、160、200 nm能取得较好的重构效果,而在60 nm时效果较差。探测器收集的光子数越多,重构效果越好,随着背景信号光子数增加时,离得越近的样品结构越不能分辨。在同样的分块处理情况下,MMV-CS比同伦算法(L1-Homotopy,L1-H)和凸优化算法(CVX)分别快一个数量级和三个数量级,因此,在研究三维超分辨荧光显微成像时,MMV-CS算法在运行时间上具有更大的优势。

实时智能微波测量线传感系统

根据鼠标的位移矢量传感原理,对国内的微波自动测量线系统加以改进.此系统采用AT89C2051单片机的片内比较器,以及单片机的一个I/O口生成PWM波,构成简易的A/D转换器,用PC机实现数据的存储处理.系统小巧易用,方便快捷,克服了国内微波自动测量线系统体积大,测量距离受限制等弊端.

单矢量水听器水声材料声反射系数自由场测量

针对测量中试样边缘衍射效应与多途干扰的问题,本文提出了一种斜入射条件下水声材料声反射系数宽带测量方法。结合脉冲声发射技术与后置逆滤波技术,在时域上剔除干扰声信号;随后将单矢量水听器看作三元接收阵,充分利用单矢量水听器接收信号模型特点,通过求解超定方程组分离直达声与反射声,解决了信号混叠的问题。数值仿真与实验研究结果表明:本文所述测试方法可有效实现斜入射条件下的水声材料声反射系数的自由场大样测试,但受限于发和换能器的低频发射能力,实验结果在高频段与理论值吻合较好。

一种基于移动矢径的单信标测距定位算法

针对水下航行器利用移动单信标进行同步式测距定位时受初始位置误差和声速误差影响的问题,给出一种基于移动矢径的单信标同步式测距定位算法。参考移动矢径的概念建立了移动单信标测距定位模型,利用扩展卡尔曼滤波算法实现了定位滤波算法的设计。仿真和试验结果表明:本文算法可以有效减小初始位置误差带来的定位误差,并对未知声速误差进行实时估计,显著提高了水下航行器的定位精度。

小型智能微波测量线系统

根据鼠标位移矢量传感原理 ,对国内微波自动测量线系统加以改进 ,用 AT89C2 0 5 1单片机的片内比较器以及一个输入 /输出接口生成 PWM波 ,构成简易的 A / D转换器 ,用 PC机实现数据的存储处理 .该系统小巧易用 ,方便快捷 ,克服了用步进电机作传动装置 ,以 AT89C5 1为控制核心 ,用液晶显示器显示数据 ,使设备体积大 ,不够灵活 ,并且测量距离有限等弊端 .

新微波测量线传感技术

根据鼠标的位移矢量传感原理,对国内的微波自动测量线系统加以改进.此系统采用AT89C2 0 5 1单片机的片内比较器,以及单片机的一个I/O口生成PWM波,构成简易的A/D转换器,用PC机实现数据的存储处理.系统小巧易用,方便快捷,克服了国内微波自动测量线系统体积大,测量距离受限制等弊端.

基于α分布的单矢量传感器多目标方位估计

研究α稳定分布条件下单矢量传感器的多目标方位估计问题。介绍多维α稳定分布特征函数的谱测度表示及谱测度估计方法,在此基础上推导出单矢量传感器输出速度正交分量满足特征函数谱测度表示方程,建立谱测度与目标方位间的对应关系,用特征函数法或一维投影法估计谱测度和目标源方位及数量。仿真结果表明,在α稳定分布假设下,基于谱测度的多目标方位估计法是合理有效的。