基于单位脉冲响应法的单端行波故障测距

对故障行波波头的识别方法进行分析和比较,采用互相关函数的改进——单位脉冲响应法对单端行波故障测距的可行性进行了研究。依据相关函数能够反映2个信号所共有的频率成分、能完整地保留相位方面的信息的特性,同时考虑故障行波具有的宽带特征,提出了使用和故障行波具有相同频段的动态参考波与故障行波进行相关。在考虑环境干扰的情况下,处理的结果能够准确地判断初始行波、故障点反射波和对端母线到达的时刻,测距精度理想。和小波分析法相比,动态的参考波对于在复杂的干扰环境下提取有用的故障波形更加灵活、有效。

基于站间天然电磁场单位脉冲响应的大地电磁时间序列去噪方法

针对天然大地电磁场信号在人文活动密集地区易受噪声干扰的问题,本文提出利用两个同步测点天然电磁场时间序列之间的单位脉冲响应,合成本地点受干扰时段的数据,从而去除大地电磁噪声.首先,选择高信噪比时段的数据,采用最小二乘法,估算本地点与参考点之间的单位脉冲响应,再根据卷积定律,结合参考磁场合成本地点的磁场和电场.最后用合成数据替换含噪声时段数据,实现时间域去噪.实测高信噪比数据和含噪数据的处理结果表明,该方法可以高精度合成本地点磁场与电场信号,有效去除本地点电场和磁场噪声,包括相关噪声,提高大地电磁数据质量.

基于单位脉冲响应的二阶加纯延时系统辨识

介绍了一种基于系统单位脉冲响应辨识的建模算法,其目的是为了能够利用任意信号激励下的输入输出数据对工业中具有二阶加纯延时特征的系统进行模型辨识。该算法利用采样数据辨识出系统的单位脉冲响应并获得纯延时时间常数,然后再利用单位脉冲响应对系统进行二次辨识获得系统的其它参数。以一二阶纯延时系统为例进行仿真,结果表明了算法的有效性。

基于单位脉冲响应的人造地震波模拟和结构抗震随机模拟分析

提出了基于单位脉冲解析响应的显式时域法,将其应用于模拟与我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中规定的反应谱吻合的人造地震波和建筑结构的抗震随机模拟分析。首先推导了单自由度和多自由度动力系统基于单位脉冲解析响应的显式时域表达式;然后将单自由度系统的显式时域表达式应用于求解地震动的随机动力方程,利用其能快速求解动力响应的特点,通过迭代,可以高效模拟指定强度的人造地震波和与规范反应谱吻合的人造地震波;接着将模拟得到的地震波和多自由度动力系统的显式时域表达式应用于结构抗震随机模拟分析;最后通过算例进行了验证。基于现有的地震动模型和单位脉冲的显式时域表达可以高效模拟与规范反应谱吻合的地震波;基于单位脉冲的显式时域法结合振型叠加法,在结构抗震随机模拟分析中具有足够的精度和较高的效率,可用于建筑结构抗震时程分析。

离散LTI系统单位脉冲响应求解方法研究

单位冲激响应和单位脉冲响应都是"信号与系统"课程中的重要概念,在系统分析中起着重要作用。求解单位冲激(脉冲)响应的方法有很多种,本文从求解连续系统单位冲激响应的奇异函数平衡法入手,详细论述了与之相类似的求解离散系统单位脉冲响应的方法——"脉冲平衡法",通过典型例题说明了这种方法的解题过程,形成了在单位冲激响应和单位脉冲响应知识点上又一个对偶关系。

脉冲响应神经网络的构建

为解决传统人工神经网络在处理输入与输出时具有时滞效应和时间累积效应等的不足,将系统理论中单位脉冲响应函数融入到神经网络模型,构建了一种新的神经元模型——脉冲响应神经元.并基于此神经元,建立了单隐层的前馈型脉冲响应神经网络,同时推导出了训练脉冲响应神经网络的BP学习算法,为脉冲响应神经网络从理论走向应用奠定基础.通过在降雨径流模拟中的实际应用,脉冲响应神经网络获得了良好的应用效果,说明脉冲响应神经网络在处理高度非线性复杂映射系统时具有更大的适应性和优越性.

脉冲响应法简化控制系统方框图

结构框图对于图解表示控制系统是很有用的。复杂系统结构框图的简化,人们从不同的角度去探讨过。笔者主要是从传递函数的定义着手来探求结构框图简化的新途径。

高维双转子系统的碰摩响应特性研究

借助有限元软件和自由界面模态综合法,建立了含碰摩故障的高维双转子系统非线性动力学模型。随后利用单位脉冲响应和Duhamel积分的方法进行了数值求解,在考虑挤压油膜非线性力和中介轴承非线性力的基础上,研究了含碰摩故障的反向旋转双转子系统的动力响应特性。研究结果表明:该方法的求解效率主要取决于非线性力处的自由度个数,求解效率高;碰摩故障会使系统的轴心轨迹有明显削峰或使其变得杂乱;碰摩故障使系统响应中,除两同步不平衡激励频率外,还可能出现两者的组合频率和组合频率的分频;碰摩故障会改变系统同步不平衡响应频率的幅值,且对内转子同步响应频率幅值影响更大。

位场向下延拓的迭代法的扩边方法

为了研究位场向下延拓的迭代法的扩边方法,分析位场向下延拓的迭代法的波数域因子Φn与单位脉冲函数的关系,在空间域迭代法实质上是一系列单位脉冲函数在系统F-1(Φn)作用下的线性代数和.理论分析得出扩边点数适当即可,大深度延拓相对需要扩更多的点,扩边的好坏会影响到延拓结果的精度,并使用理论模型进行检验.同时也利用理论模型试验对区域场扩边、三方向扩边、余弦扩边和最小曲率扩边进行对比,结果表明,最小曲率扩边的延拓结果精度是其他扩边的延拓结果精度1～3倍以上,效果好.

基于两阶段优化配置模型的济南泉域补给区灌溉水源置换研究

目前全球地下水能保持持续平衡的地区日趋减少,不合理农业灌溉成为很多地区地下水系统恶化的主要因素之一。济南市历城区地下水用于农业灌溉是当地地下水位下降的重要因素,对于济南泉域、白泉泉域喷涌有直接影响。针对研究区农业用水特点和水生态文明建设水源置换的要求,建立两阶段优化配置模型,将灌溉用水配置分为2个阶段,阶段一,以生态、节水和经济效益为目标,引入单位脉冲响应系数约束地下水利用量,实现区域地下水与地表水的合理配置;阶段二,以作物最大产量为目标,进行作物生育阶段水量配置和种植结构调整。结果表明,采取两阶段优化算法与用水结构调整后,可以有效减少地下水利用量,2011—2014年平均地表水与地下水用水结构由原来的3∶7调整为5.2∶4.8,较好地实现地下水源置换目标,同时地下水位计算值较实际年分别增加0.31、1.12、1.55和3.38 m,对保证泉域持续喷涌具有重要作用。

产生时程分析用的高质量地面运动时程的新方法

研究了调整地震加速度时程历史记录以逼近目标反应谱的方法,得到了满足工程结构非弹性分析所需的高质量的地震地面运动加速度时程。一方面,利用短时傅立叶变换对实际地震记录进行时频分析,把修改的傅立叶谱逆变换到时间域可以得到新的地震加速度时程。另一方面,通过叠加单位脉冲响应函数,直接调整实际地震记录,也可以使其反应谱逼近规范的目标反应谱。结合整体调整法,上述两种方法都可以快速地由实际地震地面运动时程历史记录形成与目标反应谱高度一致的新加速度时程,并且保持原地震地面运动时程历史记录的非平稳性和持续时间。还开发了相应的程序ACOTAS。作为对比,又用传统的频域法进行了地震地面加速度时程历史的调整。相比之下,两种方法产生的时程历史的质量好、效率高。

数字双频陷波滤波器的优化级联设计方法

数字双频陷波滤波器主要用于消除或抑制数字信号中的2个频率分量。首先推导出增益可控单频陷波滤波器的设计公式;然后采用特定的幅度响应控制策略,通过级联2个单频陷波滤波器,实现了数字双频陷波滤波器的优化设计;最后对所提设计方法的有效性和实用性进行了一系列的仿真实验验证。

数字多频陷波滤波器的改进设计方法

数字多频陷波滤波器主要用于消除数字信号中包含的多个频率分量.针对经典设计方法存在的局限性,提出了数字多频陷波滤波器的改进设计方法,即充分利用陷波滤波器的幅度响应和全通滤波器的相位响应的映射关系,将陷波滤波器设计问题转化为全通滤波器的设计问题.详细论述了改进设计方法的基本原理和实现过程,仿真验证结果表明所提出的设计方法有很好的稳定性和有效性.

地下水模拟模型与优化模型耦合技术研究进展

通过对地下水资源管理概念的介绍,阐述了加强地下水科学管理是实现水资源可持续利用的重要手段,指出如何实现模拟模型与优化模型的耦合,是完成地下水系统管理模型构建的关键,根据已经发表的国内外大量文献,系统地回顾和总结了国内外耦合方法(嵌入法和响应矩阵法)的研究情况和应用现状,通过比较两种方法的优缺点,分析了实际运用中存在的问题,指出最适宜单位脉冲值的选择和探求解嵌入法的经济方法等问题是今后研究需要重视的方面。

IIR滤波器在风力发电机振动保护仪上的应用

基于Butterworth法,采用C语言实现数字带通滤波器的设计,介绍了无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器设计过程及结果验证。在此基础上,设计了一种集振动和转速保护于一体的叶片振动保护仪,保证叶片的可靠运行。

单输入多自由度系统自然激励技术的解析格式

自然激励技术的提出为大型复杂工程结构环境激励下的模态提取提供了一条新的途径,但对于单输入的情况存在以下问题:白噪声激励下结构系统位移响应的互相关函数公式中的相位角和幅值缺乏解析表达式;当动力荷载恰好作用在系统某阶振型的节点时可能出现的现象缺乏分析和物理解释。发展了单输入自然激励技术,推导了白噪声激励下结构位移响应的互相关函数,给出了其中相位角和幅值的解析表达。研究发现,当单输入动力荷载恰好作用在系统某阶位移模态的节点时,任意两自由度位移响应的互相关函数中将不含有频率值等于该阶模态有阻尼固有频率的简谐成分,即该阶模态的信息在互相关函数中得不到反映。

基于多平台的FIR数字带通滤波器设计及验证

研究有限长单位脉冲响应滤波技术,是超声回波信号处理中滤除噪声的关键问题。有限长单位脉冲响应滤波技术与无限长单位脉冲响应滤波技术相比,只在原点上存在极点具有全局稳定性。分别在多平台下建立FIR数字带通滤波模型,仿真得到滤波前后的波形,由波形对比判定方法的带通滤波效果。再将在Matlab设计中得到的数据文件导入FPGA中,经VHDL编程获得两种环境下的时域仿真图,判定上述环境下的滤波效果。根据参数设置要求在带通滤波器中测试多种频率下的脉冲波形,进行试验验证。表明Matlab和FPGA多平台开发下的FIR数字带通滤波器具有很好的滤波效果。

基于子空间辨识的模型算法控制器设计

提出了一种基于子空间辨识的模型算法控制器设计方法。在输入信号满足持续激励的条件下,先利用子空间辨识方法提取出系统有限单位脉冲响应序列,再利用单位脉冲序列构成的矩阵设计预测控制器。该方法将独立的对象辨识和控制器设计整合在一起,简化了控制器的设计过程,是一种完全的数据驱动方式。工业过程对象的仿真实验详细给出了该算法的设计过程。

地震数据采集系统计时精度测试方法研究

计时精度是地震数据采集系统的重要性能指标,直接影响到地震勘探对地层分辨的准确度.地震数据采集系统中计时精度主要由采集站的采样率精度决定.本文首先给出了计时精度的定义,基于模拟信号数字处理技术,分别研究了采用单方波脉冲法和双单位脉冲法测量计时精度的两种方法并比较了它们的测试精度,给出了采用本文所述方法的测试结果.最后对测试误差进行了讨论.

能消除CT图像角部误差的斜变滤波器长度选择方法

为了消除CT图像4个角的固有误差,提出了一种更优的斜变滤波器的单位脉冲响应的长度选择方法。分析了常用的"2倍减1"长度选择方法的原理,描述了该方法引起的CT图像的误差。分析了误差的来源,提出了校正方法,并用仿真实验验证了校正方法。校正的原理是将投影信号左右对称补零到2^(1/2)N,滤波器取22^(1/2)N-1长度,滤波投影信号取2^(1/2)N的长度。在滤波反投影类型的算法中,当投影信号的长度为N,而重建图像大小为N×N时,斜变滤波器的单位脉冲响应长度应该选择22^(1/2)N-1。