基于巴特沃斯结构的改进磁链观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

由于逆变器非线性因素、电流测量误差等非理想因素,传统的磁链观测器会受到直流分量以及谐波分量的影响,导致转子位置观测准确度降低。将具有通频带最大限度平坦特性的巴特沃斯带通滤波器与纯积分器相结合构建出一种改进的磁链观测器,并对改进的磁链观测器的传递函数进行了详细的理论分析,然后设计出一种离散化结构以便进行实验。结果表明,提出的基于巴特沃斯结构的改进磁链观测器具有出色的消除直流分量以及抑制谐波分量能力,不会造成基波处的幅值衰减以及相位误差,提高了永磁同步电机无位置传感器控制的转子位置观测准确度,同时具有良好的动态性能。

基于巴特沃斯滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法研究

针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题,提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导,随后结合光谱仪参数并经电路软件Multisim仿真确定电路元件的具体值,并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标,最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中,对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明:基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的1.83倍和1.96倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比,改善了仪器的性能指标。

基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法

频率波动、谐波未知的畸变电网导致相位和频率检测存在稳态误差,从而影响滤波器的滤波性能。针对上述问题,提出一种基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法,该方法采用两个双二阶巴特沃斯带通滤波器,可实时检测电网电压的相位和频率并提取基波信号;分析巴特沃斯带通滤波器的特性及频率自适应滤波算法的结构;阐述该频率自适应滤波算法在电压锁相环和特定次谐波检测中的应用。仿真与实验结果验证了基于频率自适应的双二阶巴特沃斯数字滤波方法的有效性。该方法能够精确检测电网电压的相位和频率,并能有效消除因电网频率波动、电网畸变而导致的相位和频率检测误差,而且适用于单相或三相系统。

基于包络解调滤波的滚动轴承复合故障诊断

针对在变转速工况下进行滚动轴承复合故障诊断时,由于故障间的相互作用使得多种故障特征混叠在一起,彼此干扰,造成误判﹑漏判等问题,以及时域滤波过程中共振频带参数难以获得这一问题,提出基于包络解调滤波的滚动轴承复合故障诊断方法。首先,使用多项式函数拟合轴承转速,并根据轴承各部分的故障特征频率系数和转速信息计算瞬时故障特征频率(IFCF)趋势线;其次,根据各部分IFCF趋势线的拟合函数,构造解调算法的相位函数,对原始信号经过Hilbert变换得到的包络信号解调;最后,以各部分IFCF拟合函数的初始值为中心频率构造窄带巴特沃斯带通滤波器,对解调信号进行滤波处理,并对滤波后的信号进行快速傅里叶变换(FFT)得到包络解调滤波信号的频谱。研究结果表明:该算法使轴承IFCF的能量集中在初始值的位置,使用巴特沃斯带通滤波器便可以在包络信号中提取解调后的故障信息。该方法既克服了转速变化引起的"频率模糊"现象,又避免了时域滤波中共振频带难以确定的问题。仿真算例和应用实例证明了该算法的有效性。

利用激光反射法探测微小振动

利用激光反射法改进了激光监听器在音质等方面的监听效果.采用硅光电池探测激光器反射的光斑,使用遥控微调电机调节光斑对准,由声卡采集探测信号,电路采用巴特沃斯带通滤波器,还利用Matlab中的audio weighting filter进行信号处理和滤波.实验结果表明监听信号准确、清晰.

微型水声传感网水下传感器节点设计

针对在海洋环境监测系统中水声传感网高传输速率、高可靠性、长时间工作的要求,文中设计了一种低功耗的微型水下传感器节点。设计采用较高的能量转换率和接收灵敏度的换能器T235,并且在发送单元使用变压器进行阻抗匹配以使信号功率最大化传输。接收单元采用8阶巴特沃斯带通滤波器,可以更好地滤除噪声。软件上,移植并且优化了MAC协议,减少撞包和重发的概率。测试结果显示,在小规模范围内,传输速率在19200bit·s^-1时,系统的总功耗低于20W,能达到90%以上的通信传输成功率。

用于非接触式指纹增强的曲率驱动自适应滤波器

为了有效增强指纹,提出了一种改进的基于曲率的自适应非接触式指纹图像增强算法.首先,对局部平稳的指纹图像信号进行STFT（short time Fourier transform）分析,确定纹理模式频谱所在的主要区域,对频谱进行根滤波和形态学平滑后,用均值-门限法提取STFT主频谱成分;然后,提出一种角度和径向估计方法,计算指纹图像在频域的方向图和频率图;最后,根据指纹的曲率,构造相应的巴特沃斯陷波带通滤波器和高斯带通滤波器分别对低曲率区域和高曲率区域进行滤波,有效地滤除奇异点区域和非奇异点区域的噪声模式频率并保留纹线模式的主频率.将提出算法和同类算法进行主客观的实验比较,实验结果表明：提出的算法优于现有算法,能有效滤除非接触式指纹的噪声、增强脊线和谷线之间对比度,同时修复并增强正确的脊线结构.