椭圆函数低通滤波器在机载天线中的应用

以椭圆函数低通滤波器为原型,建立不同形式的宽带低通滤波器,通过HFSS软件对滤波器进行仿真分析。采用不同切向形式工艺降低装配误差对高次模的影响,并通过实际测试数据验证仿真结果的一致性。最终将两种不同形式的滤波器应用于机载天线系统进行业务测试,通过性能及数据对比,选择了一种更适合机载天线系统的宽带低通滤波器,收发隔离度达90 dB以上,为验证滤波器在机载天线中的应用提供了一些思路。

基于单频走时敏感度核函数的三维波动方程初至层析

地震波走时层析是主要的近地表速度建模技术.对于变速模型,尤其是复杂近地表模型,波动方程能够更加精确地描述地震波的一阶绕射效应,理论上反演精度高于射线(束)类层析.然而,波动方程的数值求解的计算量较射线理论增加了几个数量级,严重制约了波动方程走时层析技术的三维实用化.为解决波动方程走时层析中遇到的计算和存储问题,本文通过引入随机边界条件以及离散Fourier积分,提出了基于单频梯度反演策略的实用化三维波动方程初至层析方法.本文方法的优势在于:在计算和存储方面,相比于基于波场重构算法(需要三次波传播)的梯度计算策略,本文提出的单频梯度计算方法对内存需求极低(相对于波动方程正演,仅需要增加两个单频波场以及一个成像体),且计算量至少减少1/3(仅需要两次波传播且无需处理数值吸收边界).此外,随机边界的引入使得正演算法大幅简化因而更适用于GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)加速.在理论层面,由于影响地震波一阶散射效应的主要区域集中在连接炮检的中心射线邻域的第一菲涅尔带内,随机边界条件的引入降低了随机边界内产生的散射波的空间相关性,使得第一菲涅尔带内的单频梯度相干加强;同时,地震观测系统的多次覆盖特性有助于第一菲涅尔带外的高波数振荡相互干涉.数值实验表明,光滑处理后的单频梯度仍然保留了非常可观的低波数成分,有助于实现背景速度反演.此外,三维复杂模型反演结果验证了本文方法能够较为准确地反演近地表速度结构.相对于传统的波动方程走时层析实现方案,本文方法在显著降低内存需求的同时进一步提高了计算效率,有望将波动方程初至层析技术推向三维实用化.

低敏感度大动态范围全集成滤波器的设计

本文以网络综合理论为基础,利用信号流图和全差分运算放大器,给出了一种低敏感度大动态范围全集成滤波器的设计方法,并通过一个六阶Butterworth低通滤波器的设计实例加以说明。仿真结果表明了文中所提出的方法的有效性和实用性。

基于像素梯度自适应迭代中值滤波器的图像脉冲噪声抑制算法

图像脉冲噪声移除是获得高质量图像的关键。本文通过热红外相机成像原理研究,提出了一种基于像素梯度自适应迭代中值滤波器的图像脉冲噪声抑制算法。首先,根据相机的调制传递函数计算获取原始图像的最大像素梯度,继而建立相应的像素梯度集合。然后,计算原始图像与对应像素梯度滤波图像的梯度权重均方根误差集合,并将该集合高斯分布的最大值对应的像素梯度确定为最佳像素梯度。最后,根据图像中脉冲噪声的密度和复杂度,确定所提滤波器的自适应窗口大小和迭代次数。大量实验结果表明,所提滤波器对移除8位、16位的单通道脉冲噪声图像展现出良好的鲁棒性。与其他先进方法相比,该方法可以实时移除真实热红外相机采集图像中低密度的随机值脉冲噪声和SAPN,并实现噪声抑制过程中99.5%以上的原始像素不会遭受破坏。除此之外,针对高密度SAPN抑制,该方法获得了具有竞争力的结果,与运行时间较快的滤 波方法相比表现出较好的 PSNR和 SSIM,与 PSNR和 SSIM较优秀的去噪方法相比表现出较快的运行时间。对于极限 SAPN(99%)破坏的图像,也能够恢复有意义的图像细节。

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究

电网中电压和电流波形的失真会产生谐波,导致电网功率因数降低,并影响电力系统的稳定性和可靠性。为了确保电力系统的正常工作,研究了基于有源电力滤波器补偿的比例积分(PI)解耦控制技术。设计了基于二极管钳位式的有源电力滤波器模型。结合基尔霍博电压法,降低控制谐波和解除部分变量耦合。针对设备非线性产生的谐波,分析有源电力滤波器的可逆性,获得输入雅可比矩阵,以实现滤波器旋转坐标的线性化。利用变换矩阵转换转动角速向量,输入谐波的幅度,输出电流取样延迟,完成无差PI解耦控制。试验结果表明,所提技术能够有效解耦滤波器的谐波电流成分,从而补偿电网中的失真电流。该技术可以减少谐波对电力系统的整体影响,保证设备的正常运行。

基于LabVIEW的数字滤波器性能研究

为了研究滤波器的滤波性能,采用LabVIEW设计了滤波器性能研究系统。通过LabVIEW中的波形生成函数输出幅值及频率可调的正弦波和白噪声2种信号,白噪声与正弦波叠加,通过滤波器输出正弦波信号,通过FFT输出正弦波的频谱特性。仿真结果表明:叠加有较小幅值噪声的正弦波信号通过一定的滤波器能够被不失真地滤波输出;当噪声的幅值较大时,滤波器输出的正弦波就会失真。调节滤波器的抽头数可以不失真的恢复出正弦波信号。所设计的系统界面直观、操作简单,可以应用于教学和科研。

基于MATLAB的FIR数字滤波器设计

针对信号加噪声信号采集系统中的信号处理过程,设计并实现一款基于MATLAB的FIR数字低通滤波器。简单介绍窗函数法设计FIR数字滤波器理论,举实例介绍窗函数法设计FIR数字滤波器具体步骤,通过仿真验证设计正确性。形象展示FIR数字滤波器滤波过程。加深对FIR数字滤波器设计方法和滤波器网络结构认知理解。通过仿真验证完成对输入信号加噪声信号的滤波,证明设计的正确性。

声像系统中数字信号滤波器的设计与实现

针对数字基带信号脉冲的成形滤波原理、应用及实现做了研究,对数字成形滤波的应用意义做了介绍并分析了模拟和数字两种硬件实现的方法,研究了成形滤波函数的传输特性和传输系统信号的误码率,分析了本次设计中所使用到的数字成形滤波器设计的几种FIR滤波器结构,并进行仿真结果比较,最后根据实际应用的情况并结合设计仿真中出现的问题进行分析,得出各种设计结构的优缺点和适用性。

基于LCH色空间对比敏感度函数的彩色图像滤波方法

本研究采用由CIE1976 LAB色空间发展而来的LCH颜色空间和基于人眼视觉系统(HVS)的对比敏感度函数(CSF),建立了LAB模式下彩色图像滤波流程,对彩色图像进行LCH-CSF视觉滤波,并进行了彩色图像色差分析。研究表明,基于LCH颜色空间的对比敏感度函数模型,可以满足设备无关条件下彩色图像频域处理的要求。依照所构建的图像滤波流程,进行CSF视觉滤波,可以实现不同观察距离、不同图像尺寸下的良好视觉效果。

改进的函数滤波器及其在航空重力测量中的应用

本文构造了一种函数滤波器,该滤波器由一个参数化的高斯函数与一个尺度化的香农函数构成,可实现对时间序列的低通、带通和高通滤波处理。该滤波器的频率响应函数在滤波波段平坦且过渡带光滑。滤波器的截断频率与过渡带长度分别由香农函数的尺度参数和高斯函数的窗宽参数独立调节,这使得滤波器具有较好的设计灵活性,这也是本文的创新之处。由于滤波器是连续可导的,因此它可以适应于任意采样率序列的滤波,并且能够对原始时间序列进行求导滤波。模拟算例显示该滤波器具有很好的滤波准确度。应用该滤波器到航空重力测量数据滤波处理中,得到了分辨率7 km的航空重力测量结果。该滤波器使得滤波(低通、带通和高通)工作变得简明且高效。

老年人彩度对比敏感度函数研究及滤波应用

为研究老年人彩色视觉频率响应特性,获取彩度对比敏感度与空间频率之间的函数关系,本文在LCH均匀颜色空间基础上,固定明度和色调角值,以彩度作为变量,设计人眼彩度对比敏感度实验,进行人眼视觉观察实验。获得彩度对比敏感度与空间频率的关系,并构建指数型对比敏感度函数模型。经分析表明老年人眼彩度对比敏感度随着空间频率的增加,产生先升高再缓慢降低的变化,各色调角下彩度对比度存在差异。经分析人眼对比敏感度差异与人眼视觉辨色特性有很大的相关性。并且,将构建的对比敏感度函数模型用于实现基于人眼视觉系统的滤波处理。

基于扩展傅里叶函数的VIC模型参数敏感度分析

为提高分布式水文模型参数率定效率,结合扩展傅里叶函数对VIC模型参数进行敏感性分析。结果表明:扩展傅里叶函数可综合考虑分布式水文模型参数之间关联程度,敏感度分析相比于传统傅里叶函数合理性更高。研究成果对于分布式水文模型参数敏感性分析具有参考价值。

外插脉冲响应FIR滤波器系数敏感度参数研究

外插脉冲响应EIR(Extrapolated Impulse Response)FIR滤波器是诸多低复杂度FIR滤波器中的一种。如何在设计连续系数EIR滤波器时降低其实际硬件执行时的量化效应,具有重要的实际意义。已有研究者提出了添加系数敏感度参数约束的方法,用于降低EIR滤波器的量化效应。然而,关于该参数的严格理论推导以及实验分析未有报道。因此,对系数敏感度参数进行了严格理论推导,并进行了实验分析。实验结果表明,系数敏感度参数可以在一定程度上降低EIR滤波器的量化效应。

一种基于转移函数的电机驱动系统共模EMI滤波器设计方法

为抑制电机驱动系统传导干扰发射,提出一种基于转移函数的共模EMI滤波器设计方法。采用该方法针对一个电机驱动系统设计了逆变器直流侧和交流侧共模电磁干扰滤波器。实验结果表明,该方法能够在保证交流侧共模干扰强度不增加的同时,有效抑制直流侧共模干扰。

Fal函数滤波器的分析及应用

Fal函数是一种特殊的非线性结构,是自抗扰控制器中扩张状态观测器(ESO)的核心部分。提出了Fal函数滤波器,对于噪声有较好的滤波效果,并分析了Fal函数滤波器的滤波特性。提出了一种基于Fal函数滤波器的新型ESO,用于处理量测环节带有噪声干扰的情况。与扩展一阶状态到ESO的方法以及扩展滤波器方程到ESO的方法相比,该新型ESO无须扩展ESO的阶数,避免了因阶数增加带来的观测误差增大以及参数整定问题。数值仿真表明,该新型ESO对于带有量测噪声的系统具有较好的状态跟踪效果。

基于Lyapunov函数的混合型有源电力滤波器控制策略

为了提高有源电力滤波器(APF)的谐波电流补偿性能,降低装置的成本,本文研究了一种无源滤波支路与APF串联的混合型有源电力滤波器(HAPF),该结构允许选取较小的直流母线电压,有源部分的功率等级大大降低.在建立了包括无源和有源部分数学模型的基础上,构造了系统的一个Lyapunov函数,通过选取适当的控制律,使得其导函数负定,从而保证系统对谐波参考电流的稳定跟踪.从鲁棒性和跟踪性能的角度出发,推导并给出了控制增益的选取范围和优化目标.外层直流侧电压控制环采用了自抗扰比例积分(ADR–PI)控制,增强了抵抗负载扰动的能力.最后,通过仿真分析和实验验证了所提方法的可行性和优越性.

CIE L*a*b*色空间色调角对比敏感度函数研究

为获取人眼视觉在均匀颜色空间下的空间频率响应特性并构建其模型,在CIE 1976 L*a*b*色度系统下,对色调角对比敏感度函数(SH)进行了测试研究.采用校准的彩色显示系统,对色调角正弦波变化的图像序列进行显示,经大量视觉观察实验,获取了人眼在12种色调角中心下的对比敏感度函数曲线.结果表明,在不同色调角中心下,色调角对比敏感度函数存在差异,这种差异与人眼对不同色调的辨别能力紧密相关.基于测试数据,构建了色调角对比敏感度的数学函数模型.

基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器非线性控制方法

针对有源电力滤波器电流谐波分量检测复杂、非线性负载变化时电源电流畸变的问题,提出基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器(SHAPF)非线性控制方法。在建立SHAPF仿射非线性模型的基础上,设计电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对内环电流环提出基于Lyapunov函数的非线性控制策略,实现无功补偿电流的解耦控制,快速跟踪谐波参考电流,并以增强系统抗干扰性能为优化目标,求取控制器最优增益,确保线路参数发生摄动或负载需求发生阶跃变化时,系统仍能稳定运行。外环电压环采用滑模非线性控制方法,保持电容电压平稳,实现负载突变时的动态调节。应用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,并基于d SPACE实验平台验证所提出控制策略的可行性和有效性。仿真和实验结果表明:基于Lyapunov函数的非线性控制方法具有简单易行、稳定性高、鲁棒性强的特点。

基于窗函数和特征滤波器的半带滤波器设计

研究半带滤波器设计优化问题。半带滤波器是一种特殊的低通FIR数字滤波器,通带和阻带关于二分之一Nyquist频率对称,因而有近一半的滤波器系数为0,用来实现数字滤波可以大幅度地减少运算量,有利于滤波器的实时实现。为实现上述优化,采用两种方法来设计半带FIR滤波器,一种是传统的窗函数法,一种是特征滤波器法。基于半带FIR滤波器的频率特性,用窗函数法和特征滤波器法的半带FIR滤波器仿真结果表明,提出的方法为半带滤波器优化设计提供了参考。

基于窗函数法的非选频型FIR数字滤波器优化设计

提出一种基于窗函数法设计FIR数字滤波器的优化算法。与传统的通过调整窗函数或滤波器阶数来改善设计指标的方法相比,该算法在迭代运算中利用已知的误差信息通过窗函数法不断对设计结果进行修正,从而在滤波器阶数不变的情况下使所设计滤波器的频率响应逐渐逼近理想频率响应。由于算法中的逼近误差可灵活定义,它能够适用于具有不同频域技术指标要求的非选频型FIR数字滤波器的优化设计。设计结果表明该算法具有明显的优化效果。