基于功率-幅值谱的炮膛疵病图像识别

在基于机器视觉的炮膛疵病检测中,针对计算机不能以"目标分割-特征提取-特征分析-判定"的经典思路实现疵病图像识别的难题,采用二次谱分析方法从图像全局性特点中挖掘疵病的信息。定义图像二次谱为"图像功率谱的对数幅值谱",提取其亮线长宽比以及谱图能量均值、能量方差和能量矩4个参量来分析炮膛图像中是否存在疵病。通过实验验证了参量的有效性。

基于采样数字法和自功率谱幅值校正的相位差测量方法

本文提出一种测量同频率正弦信号相位差的新方法:采样数字和自功率谱幅值校正相位差测量法。和一些传统的方法相比,此方法没有理论上的误差,具有硬件电路简单、算法简单、计算量小的特点。给出了理论分析和实际的仿真结果。结果计算表明,本算法的精度可达到2.0分。完全满足工程应用的需要。

基于功率谱密度中段平均的频谱感知算法

根据有、无主用户信号时接收信号功率谱最大、最小值差值不同的特点,提出了一种基于功率谱密度中段平均的频谱感知算法。针对估计的信号功率谱在最小值附近波动多、最小值难以根据单个点准确给出的问题,利用接收信号功率谱中段平均值估计功率谱的最小值,降低最小值的随机性对频谱感知算法性能的影响。理论推导了检测门限和检测概率的表达式,并对算法进行了仿真分析。仿真结果表明,在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中,本文算法性能都优于已有的功率谱密度频谱感知算法。该算法无需主用户信息,不用进行复杂的特征值分解。

激光自混合干涉技术中两种不同形式功率谱密度反演颗粒粒度分布的比较

激光自混合干涉技术中颗粒粒度分布反演属于病态问题.为了得到较好的颗粒粒度分布,采用Chahine算法作为非负算法,分别对激光自混合干涉线性和对数形式的功率谱密度进行颗粒粒度分布的反演,比较了两种功率谱密度对应的颗粒粒度分布,并且采用Morrison迭代算法平滑Chahine算法的初始向量,减缓了颗粒粒度分布的振动.仿真结果表明对数形式的功率谱密度反演所得的颗粒粒度分布具有更好的抗噪声能力和稳定性.

小波包和功率谱密度分析法在混凝土龄期强度监测中的应用

利用压电智能骨料激发的应力波,对混凝土28 d内目标龄期进行信号监测试验研究,并通过功率谱密度和小波包能量分析法对混凝土龄期内监测信号进行分析。试验结果表明:混凝土目标龄期内,随着时间的逐渐增加,混凝土试件中传感器监测信号的小波包能量和功率谱密度的幅值随时间的变化趋势呈现出非线性增长,6 d和12 d是增长变化的分界点,其幅值分别达到了2.345×104V2、3.923×104V2和61.54 pV^2/Hz,98.86 pV^2/Hz。其试验结果与混凝土试件在实际养护过程中试件强度的变化规律具有很好的一致性。

基于实测国际粗糙度指数的非高斯路谱建模

功率谱密度被广泛用于表征路面不平度,进而用于评估路面振动环境下武器装备系统(如火炮、战车)的可靠性和疲劳寿命,其隐含的假设条件是路面不平度服从高斯分布。然而,实测路面不平度常常具有非高斯特性,导致武器装备系统更快地发生疲劳失效。为提高评估精度,提出一种基于实测国际粗糙度指数的非高斯路谱建模方法。首先由ISO标准功率谱密度生成高斯路谱,然后由实测国际粗糙度指数生成具有相同统计特性的幅值调制信号,最后利用幅值调制法生成非高斯路谱。案例分析表明,直接采用高斯模型描述路面不平度会导致欠试验;而利用提出的方法可得到与实测IRI相同的统计特性,可有效提高路谱激励下武器装备系统的可靠性和耐久性评估精度。

应变功率谱密度传递比与工作应变模态参数识别

选取一个应变响应测点作为参考点,定义了响应应变功率谱密度传递比(Strain Power Spectrum Density Transmissibility,SPSDT),从理论上证明了SPSDT在系统的极点处为应变振型系数之比。利用这一性质,选取一系列不同的参考点构造响应应变功率谱密度传递比矩阵,在系统的极点处对该矩阵进行奇异值分解,分解所得左奇异矩阵的第一列向量即为应变振型,从而实现结构工作应变模态参数的识别。与传统的工作模态分析方法相比,SPSDT方法不需要对激励做白噪声假定,不需要多种激励类型,仅在一种激励下即可识别出结构的工作应变模态参数。通过数值模拟算例和实验室模型试验验证了所提出方法的有效性,并与传统的频域分解法和随机子空间识别方法进行了比较,验证了所提出方法是有效的。最后分析了采样时长对识别结果的影响,结果表明该方法仅用1min时长数据即可达到稳定的识别精度,具有较好的鲁棒性。

基因预测算法中阈值的傅里叶质谱分析

蛋白质编码区预测中阈值选择对预测结果的影响不容忽视。研究提出以归一化的功率谱密度作为判别DNA序列编码区和非编码区的阈值,以FIR(Finite impulse response,FIR)窄通带滤波器NPBF(Narrow pass band filter,NPBF)作为编码区预测算法核心,采用DNA序列集HMR195和ALLSEQ作为测试集,以碱基层的近似相关系数(Approximate correlation,AC)为预测准确率测度指标,对所提出方法与现有方法的预测结果做了比较。结果表明,采用新阈值得到的预测准确率最高,算法简单直观。

一种基于幅值加权的互相关时延估计新方法

针对无源时差定位中的互相关法时延估计在低信噪比条件下准确度低的问题,文中提出了一种新的幅值加权方法对互相关法进行改进。幅值加权是利用输入信号的幅频特性扩大互相关功率谱函数信号频点处的幅值,相对弱化信号频点外的功率谱小尖峰的影响,近似满足准确估计时延值所需的理想的互相关功率谱条件,进而提高时延估计的准确度。实验仿真表明,在信噪比较低时,与传统互相关法相比,采用幅值加权的互相关法能够更为准确地计算出时延值。该方法对时延估计研究具有一定参考价值。

月亮源法测量X频段天线系统G/T值方法研究

本文给出了月亮源法测量X频段天线系统G/T值的基本公式,总结了基本公式的修正项目,阐述了月亮源法测试G/T值的方法和测试步骤。并结合实际测试结果,对测试误差进行了分析。与信标塔法比较结果表明,月亮源法的测量误差优于±0.3dB。

内蒙古地区强震动台站背景噪声与数据质量分析

计算了内蒙古地区193个强震动台站2022年连续观测数据的加速度功率谱密度,通过绘制不同时空、不同加速度计、不同频段的功率谱密度和功率谱概率密度函数图及背景噪声速度均方根值分布图,评估了该区强震动台站的背景噪声变化特征,对出现的功率谱密度异常进行了具体分析,并针对强震动台站数据异常检测及处理提出了相应的建议。研究结果显示:不同加速度计、不同时空强震动台站的背景噪声功率谱密度昼夜差异主要体现在1 Hz以上频段,且不同区域的昼夜差异变化较大;QA-2g型、JS-A2型和TDA-33M型三种加速度计在2 s频点的背景噪声功率谱密度随区域和三分向变化较小;从强震动台站2 s频点背景噪声的监控能得到可靠的观测数据异常,数据异常主要由加速度计零点漂移大、加速度计故障、脉冲干扰、系统参数有误造成,建议优化站点观测环境,进一步规范仪器安装、调试及JOPENS系统的参数配置和审核。

基于水工设计反应谱的人工地震波合成

在水工建筑物的抗震设计中,为了得到满足工程要求的地震波,在已有的人工地震波合成研究的基础上,介绍了根据水工标准反应谱合成人工地震波的方法和参变量的选取,以及强度包络函数模型的确定、初始波的修正与改进方法.以溪洛渡拱坝为例,应用该方法合成人工地震波,结果表明该方法具有简单、易于掌握、计算精度高、收敛快等特点.

基于水工标准反应谱的人工地震动合成及其校正

给出了进行水工建筑物抗震设计时,根据水工标准反应谱合成人工地震波及修正方法,为了消除人工波中残余长周期分量的影响,通过利用最小二乘法拟合原始加速度均值,利用加速度均值对人工地震动加速度进行校正,纠正了位移时程的漂移.

拟合水工设计反应谱的人工地震波的生成与Huang变换校正

根据非平稳输入下建立的功率谱与均值反应谱之间的关系,合成基于水工设计反应谱的人工地震波,并对其幅值进行修正,降低了高频区误差作用。为了解决加速度时程积分后的速度、位移时程的零线漂移现象,利用Huang变换得到加速度时程的固有模态函数,这种最低频率固有模态函数分量通常情况下代表原始信号的趋势或均值;再对去掉均值后的加速度时程进行积分,得到的速度、位移时程不存在零线漂移问题。

一种改进的野值在线预处理3σ方法

无人机的导航和控制工程实践中,惯性测量单元测量值中,野值的在线预处理一直是难点之一。在分析输出信号特点值功率谱密度变化规律的基础上,调整方差计算范围并确定门限值,对经典的3σ方法进行了改进。仿真计算和实际工程应用表明,该方法有效地拓展了3σ方法的应用范围,很大程度上消除了野值对滤波精度的影响。

非平稳地震动时程的渐进谱研究

分别采用窗口滑移、Kameda多重滤波和Nakayama窄带滤波方法得到El Centro NS地震记录的渐进谱,经比较,选择Nakayama方法用于本文的渐进谱研究。分析了有限带宽白噪声、强度非平稳时程与实际地震记录的渐近谱,发现可从渐进谱分布规律的角度解释这些时程的特性差异。在Nakayama方法基础上建立了一个地震动合成模型,指出地震动时程的幅值和频率非平稳应同时与渐进谱和时频非平稳的相位相关。由本文和Kameda模型合成时程与实际地震动记录的渐进谱和相位的对比分析表明,依照本文模型合成时程的渐进谱和相位同时表现为时频非平稳,这与实际地震记录的特性完全相符。

往复式压缩机振动信号频谱分析与故障诊断

从频域分析的角度入手,将机械设备故障诊断常用的频谱方法进行有机综合,以幅值谱和功率谱作为基本分析方法,以自回归谱和频率细化技术作为必要补充,对压缩机的振动信号作分析处理,进而提取反映压缩机工作状态的特征信息。介绍了离散傅立叶变换、自功率谱和自回归模型及自回归谱的基本原理。诊断的原理是将采集的离散信号输入到编制好的频率分析软件中,得到所要求的时域、频域图,再对各图形进行分析比较,进而判断压缩机的状态。系统在对故障诊断时达到了预期效果,即初步确定了压缩机的故障状态。

太阳源法测量天线系统G/T值方法研究

阐述利用太阳源法测量G/T值的基本公式,对各项参数进行了分析,总结了测试实用的公式和修正项目,给出了太阳源法测试G/T值的方法和使用条件。结合实际项目给出了测试结果,对测试误差进行了分析。测试结果分析表明,太阳源法与传统信标方法相比,采用太阳源法的测量误差精度优于±0.25 dB,因此该方法合理可行,可应用于天线系统G/T值测试。

基于VC++的多路离散信号频谱分析系统

从快速傅里叶变换(FFT)的原理出发,利用VisualC++实现了"多路离散信号频谱分析系统"的研制与开发。该系统实现了快速傅里叶变换,多通道时域波形,幅值谱,互功率谱的绘制与显示。每通道1024点的离散信号来自于历史数据,以文本文件保存,文件的首行包含诸如采样点数、采样通道、采样周期等采样信息,自第二行起保存信号数据。频谱分析过程中,首先读取文本文件的数据,再对其进行分析与处理。

基于水工设计反应谱的人工地震波合成及应用

在研究和评估水工建筑物的抗震性能时,人工模拟地震波是一种常用的输入荷载。为此本文建立了地震动的随机数学模型,确定了白噪声平稳过程的基本参数,根据设计反应谱和功率谱,功率谱与幅值谱之间的关系,并以随机相位角和强度包络线为参数,建立了频谱曲线。利用MATLAB编制相应程序,以FFT变换和FFT逆变换建立时域和频域之间的关系,调试反应谱与设计反应谱之间的误码差,实现了人工地震动的生成。为了消除人工波中残余长周期分量的影响,本文利用最小二乘法拟合原始加速度均值,利用加速度均值对人工地震动加速度进行校正,纠正了位移时程的漂移。结果表明该方法计算精度高和收敛快。最后以生成的人工地震动为输入,计算工程结构的动力响应,以期对工程抗震设计提供参考和依据。