一种基于累积谱的MF-TDMA信号检测技术

多频时分多址(MF-TDMA)是一种基于频分和时分相结合的二维多址方式,在卫星通信灵活组网和支持综合业务传输方面具有明显的优势,适合不同规模卫星通信网络的应用。针对现代卫星通信领域中广泛采用的MF-TDMA信号,分析了信号的时频特征和载波特性,基于累积谱计算、频域搜索、时域能量窗检测等方法,提出了一套完整的MFTDMA信号检测算法,实现了MF-TDMA信号的多载波检测以及载波特性分析,并通过实际采集数据验证算法的正确性与可行性。

豪斯道夫导数扩散模型的谱熵与累积谱熵

基于豪斯道夫导数扩散模型的空间谱熵推导描述反常扩散过程时空复杂程度的空间累积谱熵,并考察个体谱熵、谱熵、累积谱熵随时空豪斯道夫导数、扩散系数和扩散时间的变化情况.计算结果表明,谱熵与累积谱熵随时间豪斯道夫导数α或空间豪斯道夫导数β的减小而增大,且具有拖尾特征.此外,随着扩散时间t或扩散系数Dα,β的减小,正常扩散对应的个体谱熵衰减的速率比反常扩散快,且对应的谱密度更窄.因此,豪斯道夫导数扩散模型的谱熵和累积谱熵均能够反映复杂介质的非均质特征和内部扩散过程的不确定性.

远场地震作用下累积延性比谱的建立

现行的建筑抗震设计规范采用基于强度的弹性设计方法,用非直接方式考虑结构强震下的弹塑性能。而基于能量的性态设计方法既兼顾力和位移两个因素,又能有效地考虑强震持时对结构造成的累积损伤。为研究结构的累积滞回耗能需求与结构单调推覆耗能之间的关系,引入累积延性比谱。通过分析地震波幅值、结构周期、阻尼比等因素对累积延性比谱的影响规律,建立了符合中国场地分类的累积延性比谱。结果显示:累积延性比谱与地震波幅值无关,与结构周期关系不大,可以忽略;当阻尼比和延性系数分别增大时,累积延性比呈增大趋势。另外,结构后期刚度、场地类别、设计地震分组对累积延性比谱均有不同程度的影响。

非道路特种车辆耐久性载荷谱的高置信度最少采集样本量

针对特种车辆的耐久性开发时服役载荷获取问题,提出服役载荷谱的特征参数服从威布尔分布的高置信度(90%以上)最少采集样本量模型。基于全面表征载荷谱能量分布和损伤分布的累积功率谱密度,开展该特征参数的威布尔分布及参数估计研究,并构建耐久性载荷谱高置信度最少采集里程模型。以非道路条件下特种车辆在两段路程下采集的轮端六分力信号为对象,基于所构建的载荷谱采集最小子样容量模型,同时指定采集载荷谱的样本与总体之间的精度指标和置信度要求,分别获取特种车辆在典型工况下载荷谱的最少采集里程,并相互验证。研究结果表明:提出的服役载荷谱特征参数服从威布尔分布的高置信度最少采集里程模型,能够有效地实现高置信度、高精度载荷谱采集的最少里程计算。

基于角域四阶累积量切片谱的柴油机连杆轴承故障特征提取

提出了一种角域四阶累积量切片谱方法,应用于提取连杆轴承微弱故障特征。首先,对升速过程振动信号进行阶比重采样得到角域平稳信号,再计算其四阶累积量对角切片谱,构成角域四阶累积量切片谱,用于分析不同转速区间、不同测试位置下的非稳态信号,提取连杆轴承微弱故障特征。试验结果表明:角域重采样与四阶累积量对角切片谱相结合,既能分析非稳态信号,又能抑制噪声干扰;特定阶比带内的角域四阶累积量对角切片谱的能量和峰值,能有效识别连杆轴承各种技术状态,可以作为连杆轴承磨损故障的特征参数;并得出了敏感测试位置、敏感转速区间和特征阶比带。

弹塑性SDOF系统累积滞回耗能谱

本文对弹塑性SDOF系统累积滞回耗能谱进行了分析研究。以4种场地土条件下40条强震记录为输入,分析了结构和地面运动参数对弹塑性SDOF系统累积滞回耗能谱与输入能量谱比值的影响。结果表明:阻尼比、延性系数、初始周期有很大的影响,而地面运动参数影响不大。结合现有的10种累积滞回耗能谱的计算模型和影响参数分析,建议了一个新的累积滞回耗能谱的计算方法。计算结果表明,本文建议的方法较好地反映了累积滞回耗能谱的影响参数和变化趋势,与现有计算模型有较好的一致性,且满足边界条件、便于计算。

柴油机气门故障的四阶累积量切片谱特征提取

提出了一种四阶累积量切片谱方法提取发动机气门微弱故障特征。首先,计算发动机缸体振动信号的四阶累积量对角切片;其次,对四阶累积量的对角切片进行离散傅里叶变换,得到四阶累积量切片谱,用于分析不同转速、不同测试位置下的缸体振动信号,提取气门微弱故障特征。试验结果表明:四阶累积量对角切片谱既能抑制噪声干扰,又能减小高阶谱的计算量;特定转速和测试位置的四阶累积量切片谱的能量和峰值,能有效识别气门磨损状态,可以作为气门磨损故障的特征参数;并得出了敏感测试位置、敏感转速区间。

基于多阶FRFT滤波与4阶累积量切片谱的滚动轴承早期故障特征提取

针对滚动轴承早期故障难以提取的问题,提出了一种多阶FRFT滤波与4阶累积量切片谱相结合的方法。根据轴承特征频率曲线特点,将振动信号分成若干频率近似线性变化的信号段,分别计算每段信号分数阶傅里叶变换的最佳阶次,再逐段进行滤波,从而分离出包含故障特征信息的目标分量,最后采用4阶累积量切片谱分析目标分量,提取故障特征。结果表明:多阶FRFT滤波与4阶累积量对角切片谱相结合,既能分析非稳态信号,又能有效抑制噪声干扰;多阶FRFT滤波能准确分离出目标分量,并计算滤波后目标分量的4阶累积量切片谱的能量和峰值,提取出轴承早期故障特征。

基于增强形态滤波与三阶累积量对角切片谱的风力发电机滚动轴承故障诊断方法

针对大型风力发电机滚动轴承的故障信号受到强背景噪声干扰不易识别的问题,提出一种基于增强形态滤波与三阶累积量对角切片谱相结合的故障诊断检测方法。该方法首先在研究基本形态学算子的基础上,构建一种新的增强型形态学算子(EMDO);随后利用特征能量因子(FEF)选择出EMDO算子的最优结构元素尺度;最后利用三阶累积量对角切片谱的消噪性能来进一步增强EMDO算子对风力发电机轴承故障信息的特征提取能力。仿真和对比实验结果表明,所提方法能有效消除高斯白噪生的干扰,对提取风力发电机轴承的故障特征信息起到增强的效果。

滤纸吸附氡子体气溶胶能谱的研究

通过使用在线监测仪在氡室中对氡子体气溶胶能谱进行测量,获取了滤纸吸附氡子体气溶胶能谱,研究了氡子体α能谱重叠的原因,找到了描述给定测量时间滤纸吸附氡子体气溶胶能谱的方法。采用离散化法处理滤纸上氡子体的累积过程,建立累积模型。该模型可以准确描述累积过程,得到给定取样时间下滤纸吸附氡子体气溶胶的累积能谱,为更准确地模拟氡子体的α粒子能谱提出了可行性方案。

增强组合差分乘积形态学滤波的轴承故障特征提取方法

针对滚动轴承故障信号的非线性、非平稳、强噪声特性导致的常规时频域特征提取方法受限问题,提出一种增强组合差分乘积形态学滤波的轴承故障特征提取方法。在分析数学形态学4种基本运算的正、负冲击脉冲提取特性的基础上,运用级联、差分、乘积构造的一种新的组合差分乘积算子(combination difference multiply operator,CDMO)具备了同时提取正、负冲击脉冲的能力,并发挥梯度乘积运算对脉冲提取更敏感的优势,实现故障信息的充分提取。引入故障特征频率比指标优化CDMO结构元素参数,修正待处理信号的几何特征,提取与结构元素相匹配的信号特征信息。在CDMO滤波的基础上,借助三阶累积量切片谱技术能够抑制高斯噪声、突出二次耦合分量的优势,准确提取故障特征频率及其倍频,增强轴承故障特征提取能力并抑制噪声干扰。依托2种不同来源的工程实际信号并与经典故障特征提取方法对比分析,验证了所提方法的有效性。

双谱在微弱信号检测中的应用

根据高斯噪声双谱为零的特点,采用双谱分析法检测强噪声背景下的微弱信号.仿真结果表明,双谱分析法可以较好地抑制噪声信号,检测出有用信号.

旋转机械运行稳定性劣化的高阶累积量特征提取方法

研究了基于高阶累积量理论的1.5维谱、四阶累积量对角切片谱方法在提取运行稳定性劣化特征方面的性能;从敏感性、趋势性、差异性、一致性角度,讨论了两种特征提取方法的趋势预测适用性。基于构建的转子实验台进行转子系统多种劣化类型下不同劣化程度状态的特征提取实验,检验两种方法作为特征提取手段的性能,解决了风电机组传动系统运行稳定性劣化的状态诊断、劣化趋势预测中特征提取方法的选择缺少理论依据的问题。

基于信噪峭度比的水下目标动态谱增强算法研究

根据非高斯噪声环境中水下运动目标辐射线谱信号的四阶累积量对角切片特征,定义了信噪峭度比的概念,导出了其理论计算公式。理论分析表明,在一定条件下,信噪峭度比总是大于用自相关函数定义的信噪比,提出了基于信噪峭度比分析法的水下运动目标辐射线谱信号的四阶累积量对角切片谱特征增强新算法。用水下某目标辐射线谱的实测数据,对该算法的性能进行了仿真研究。结果表明,该算法具有良好的抑制非高斯噪声能力,且不必对噪声分布作高斯性假设。因此,该算法具有重要的工程应用价值。

基于EMD和2(1/2)维谱的直升机声信号特征提取

利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的方法将直升机声信号进行分解,得到一系列本征模态分量(Instrinsic Mode Function,IMF)。计算实际直升机声信号及由其分解得到的每个IMF分量的四阶累积量对角切片谱,并由此得到实际信号及每个IMF分量的四阶累积量对角切片谱的幅度绝对值之和E。计算每一个IMF的E值与实际信号E值的比值构成直升机声信号特征矢量。采用神经网络分类器,对两种不同机型的直升机声信号进行分类和识别。仿真实验验证了该方法是可行的、有效的,分类识别取得了较好的效果。

高空核爆电磁脉冲波形标准及特征分析

目前,国际上已有美军标、国际电工委员会、Bell实验室及各种学术出版物等各种高空核爆电磁脉冲波形标准。综述了这些标准,并从时域参数、频谱、归一化累积能流谱、总的能量密度等几方面研究其异同性。比较后认为,IEC61000 2 9和MIL STD 461E表述的新标准要比1976年出版物波形和Bell实验室波形的频谱范围宽,对电子系统的小孔缝耦合效应稍强,但对多数效应物尤其是线缆引入的传导耦合,损伤程度则相对弱化。最后,分析了由于HEMP波形表述形式变化,给EMP模拟器和效应研究带来的影响和新动态趋势。

基于PMF-FFT的高动态多进制扩频信号的捕获算法

针对微弱高动态多进制扩频信号的捕获问题展开研究,提出了将PMF-FFT和功率谱累积平均相结合的捕获算法。该算法通过部分相关,得到反映多普勒频偏的带有噪声的正弦信号,然后对其作FFT变换,将功率谱累积平均,从而达到检测微弱信号的目的。给出了基于该算法的多进制扩频信号模型、捕获方案及性能分析,并在此基础上分析了部分相关器长度、FFT点数及累积次数对捕获性能的影响。在理论分析的前提下,通过计算机仿真验证了该方法的可行性。

地震动随机函数模型研究(Ⅰ)——模型建立

基于随机过程的随机函数解释,发展了一种随机地震动模型。模型包括两个部分,分别是基于理论物理关系的Fourier幅值谱模型和基于经验关系的Fourier相位谱模型。基于拟加速度谱概念建立的幅值谱模型能够反映强震记录的幅值特性,而Fourier相位谱模型则利用累积相位谱的单值连续特性,以线性多项式与三角级数组合的形式给出。模拟记录与实测记录对比结果显示两者不仅在波形结构上相似性良好,而且反应谱层次亦吻合良好。

多径环境下直扩信号PN码捕获性能分析

针对多径环境下极微弱动态长周期伪码直扩(DS-SS)信号的捕获问题,拓展了单径环境下基于部分相关值与功率谱累积平均相结合的捕获算法,提出了多径环境下直扩信号的伪码捕获算法。该算法通过部分相关,得到了反映多普勒频偏的正弦信号,然后将部分相关值的功率谱累积平均,从而达到在多径环境下检测微弱信号的目的。给出了基于该算法的多径直扩信号模型,分析了该算法在多径环境下的捕获性能,通过计算机仿真验证了多径环境下该算法的可行性,并对比了多径和单径环境下的捕获效果。

利用核磁共振录井技术定量评价储层的分选性

储层分选性是反应储层物性、均质程度及沉积环境好坏的重要标志.分选系数一般是通过实验室的粒度分析(粒度分选)或压汞试验(孔喉分选)来得到,利用核磁共振评价储层孔喉分选性多是通过建立T2g与常规分选系数之间的关系公式来得到.在深入研究常规分选系数计算原理的基础上,结合T2谱累积曲线对储层分选性的反应,提出了2种不依附于实验室分析、可由单个样品来定量评价储层分选性的新方法,并且取得了与其他方法较为一致的评价结果.该项研究打破了录井不能定量评价储层分选性的局面,对于快速指导油气勘探开发具有十分重要的意义.