CFD程序自相关循环的并行化方法研究

针对CFD程序中常见的自相关循环结构,文章分析了波前并行技术不能对其进行并行化的原因,针对其相关实质,提出了自相关循环的镜像分解技术,通过消除跨迭代的反相关,实现自相关循环结构的波前并行,完成自相关循环的并行化。

镜像分解技术实现CFD程序自相关循环并行化的研究

针对 CFD( Computational Fluid Dynamics)程序中常见的自相关循环结构 ,分析了波前并行技术不能对其进行并行化的原因 ,针对其相关实质 ,提出了自相关循环的镜像分解技术 ,通过消除跨迭代的反相关 ,实现自相关循环结构的波前并行 ,完成自相关循环的并行化。

离散白噪声序列循环自相关函数估计的误差分析

在理想情况下，平稳白噪声在某一循环频率α上的循环自相关函数为零，因此对于具有循环平稳特性的信号利用循环自相关函数取代传统的自相关函数可以有效地抑制噪声。但在实际场合中由于数据长度有限，噪声循环自相关函数的估计量并不为零，因此将影响循环平稳方法的性能。本文推导了有限长数据下噪声循环自相关函数与数据长度之间的量化关系，给出了相应的物理解释，并通过Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ实验验证了有关结论。

基于循环自相关的PSK信号码速率估计的噪声影响分析

采用循环自相关函数或基于循环自相关的循环统计量可以有效地估计PSK信号的码速率。与理论分析结果不符的是,实际中不具有循环平稳性的平稳噪声仍对基于循环自相关处理的PSK码速率估计有影响。该文分析了这类影响产生的原因,推导了循环自相关处理后,不期望项(即由平稳噪声所产生的项)的均值和方差的数学表达式,并给出了高斯白噪声情况下的简化表达式。仿真实验证明了这些结论的正确性。

基于循环自相关的PSK信号盲参数估计新方法

推导了PSK信号的循环自相关函数,建立了一个基于循环自相关函数的统计量,提出了一种在没有先验信息的情况下,利用该统计量对PSK信号的载频和码速率两个参数进行盲估计的新方法.该方法可采用傅里叶快速算法来计算循环自相关函数的延迟切片,因此计算复杂度低,实现简单.此方法不需要多维搜索,且适用于低信噪比情况.仿真实验对该盲参数估计方法性能进行了评估,实验结果证明了该方法的有效性.

基于循环自相关的DOA估计方法研究

为了克服传统信号DOA估计的不足,提高信号的选择性和分辨率,文章给出了基于循环均值阵列信号模型.根据该信号模型,运用最小二乘得到了对源信号方向进行估计的有效算法.该算法利用信号的循环平稳特性去除接收信号中的非循环平稳信号和不同循环频率的循环平稳信号,用循环统计量方法替代传统的二阶统计量方法,得到很好的DOA估计效果.计算机仿真结果证明,该算法在不同角度下具有很好的估计一致性和噪声抑制性.与其他的DOA估计算法相比,计算量较小,同时处理的对象既可以是窄带信号也可以是宽带信号,具有很好的实际应用价值.

一种基于循环相关的OFDM信号稳健检测法

为增强对OFDM信号的侦察能力,提出一种基于最大循环相关值的OFDM信号检测法,分析了OFDM信号的循环平稳性。分析结果表明,循环相关函数在循环频率轴上具有离散频率峰值,其峰值幅度是保护间隔与OFDM符号长度比的正弦函数。给出了基于循环相关检测的恒虚警接收机结构框图。计算机仿真结果表明,基于循环相关的检测法在理想噪声环境下比传统的能量检测法性能差5 dB,但在噪声不确定的条件下,其检测性能比能量检测法更加稳健。

循环自相关函数的解调性能分析

介绍包络解调技术在幅值调制信号分析中的工作原理 ,同时讨论了循环自相关函数的解调性能 .通过理论分析 ,证明希尔伯特变换和循环自相关函数具有相同的解调性能 。

循环自相关函数在风电齿轮箱试验台振动测试中的应用

针对某集团公司风力发电增速箱试验台工作时的噪声来源进行分析。通过对比各故障诊断方法选用循环自相关函数对噪声进行诊断,运用采集到的数据分析得出风电齿轮箱的噪声来源于高速轴的刚度不足,从而引发周期性振动,导致高速轴和部分轴承以及齿轮啮合时产生不同程度的冲击振动,最后证明此试验台的不合理性,给出可行性方案。通过分析表明该方法在风电增速箱这样的多调制源、多故障特征频率的故障诊断领域有良好的实用性。

基于循环自相关的滚动轴承故障特征提取研究

滚动轴承在工作过程中产生的振动信号既有周期性又有随机性。周期性信号来源于滚动轴承的周期运转方式,这种周期性本质上是一种近似周期的冲击性振动;随机性信号来源于滚珠的滑移、制造误差等多种因素。因此,对于滚动轴承的故障诊断来说,理论上用循环平稳模型来描述故障特征比单纯用周期性模型描述更加合适。以循环平稳模型为基础,提出一种基于循环自相关的滚动轴承故障特征提取方法,通过理论分析以及滚动轴承故障仿真和试验,证明了循环频率可以反映故障特征频率。用循环自相关函数谱图与包络频谱图进行对比分析,说明在提取滚动轴承故障特征时,利用循环自相关函数法能够很好地抑制噪声。所提出的方法对于滚动轴承故障的精细诊断具有重要的意义。

应用循环自相关函数诊断齿轮故障

本文讨论机械信号的循环平稳特性,指出这种循环平稳性主要表现为二阶。推导了二阶循环统计量——循环自相关函数的解调方法,该方法通过搜索循环频率而将调制源分离在循环域的低频段,并且调幅和调频信号有不同的解调结果。应用于齿轮诊断,有效地提取出裂纹和断齿故障的特征。研究表明:将机械信号视为循环平稳信号,可以获得统计量的变化信息,这种信息在机械监测和诊断中可以充分利用。

基于FFT的循环自相关函数算法在滚动轴承故障诊断中的应用

根据循环自相关函数等于两个移频形式的互相关及循环自相关函数的周期性特征,提出基于FFT及IF-FT的循环自相关函数算法,该算法将周期函数的互相关快速算法引入循环自相关函数的计算中,相对直接按公式的计算大大提高了速度。由该算法得到的循环自相关函数进行谱分析及平方谱分析,进一步证明了该算法的正确性。最后将该算法应用于滚动轴承故障诊断中,通过对滚动轴承内圈故障及外圈故障信号的分析,证明该算法的实用性。

一种基于小波变换和循环自相关的波特率估计方法

在循环平稳理论的基础上,给出了一种小波变换和循环自相关相结合的PSK信号波特率估计方法。首先通过恒模和延迟复共轭相乘将中频信号变为基带信号,再利用此基带信号小波变换系数模值,搜索其傅立叶变换系数除直流分量外的第一个峰值对波特率进行粗略估计;最后利用PSK信号的循环自相关同循环频率和延时的关系对码元速率进行细估计。理论分析和仿真结果表明:新方法计算量小,估计精度高,对滚降系数的变化不敏感,具有良好的性能。

基于循环自相关函数的浊音端点检测

为提高浊音端点检测的准确率和效率,提出一种基于循环自相关函数的检测方法。设计语音的循环自相关函数,利用该函数与短时能量定义状态及转移损失函数,通过动态规划方法判别浊音的端点,并采用不同分类判断方法与检测函数进行测试。实验结果表明,与基于能量及谱墒的方法相比,该方法的抗噪性能较好。

循环自相关函数在旋转机械故障诊断中的应用

在故障诊断领域,循环平稳信号处理方法正逐渐成为一种重要的信号处理工具。基于二阶循环平稳理论,通过仿真信号,指出通过扫描循环频率,对循环平稳信号进行处理,可以对调幅信号进行解调。这一结论通过分析氧压机转轴的实测故障信号加以验证。

循环自相关函数在滚动轴承故障特征提取的应用

应用循环自相关函数和快速谱峭度相结合的方法,对滚动轴承早期故障诊断进行分析研究。首先利用谱峭度方法确定滚动轴承振动信号的最佳带通滤波器,然后利用循环自相关函数对滤波后的信号进行解调,提取出滚动轴承故障特征频率,有效地减少了噪声信号的干扰且增强了故障信号。通过仿真与实验数据的轴承故障振动信号验证所提方法的有效性。

基于循环自相关的跳频信号盲检测算法

针对通信对抗中的跳频信号盲检测问题,提出了一种跳频信号盲检测算法。深入分析了带噪跳频信号和高斯白噪声在二阶循环平稳性上的差异,并考虑到截短效应对循环自相关函数估计的影响,提出利用观测信号的循环自相关函数估计的模值作为检验统计量,利用在接收端构造的高斯白噪声信号的循环自相关函数估计的模值的最大值作为检测阈值的跳频信号的盲检测算法。实验表明,该算法对于高斯白噪声环境中的跳频信号具有良好的检测性能,适于信噪比高于-3dB,非协作通信情况下的跳频信号检测。

随机测量条件下的循环自相关函数无网格估计

利用循环平稳特性对通信信号进行参数估计是一种常用的处理方法。由于通信信号在循环频率域具有稀疏特性,可以利用随机测量有效降低采样处理的数据量,减轻硬件负荷,并基于压缩采样值进行信号参数估计。然而,在稀疏建模时通常将连续的信号参数空间划分为有限数量的均匀网格,引起基不匹配问题,使得信号在某个假定的离散变换基(傅里叶基、小波基等)下并不稀疏,从而严重影响信号参数估计精确度。为解决这个问题,本文利用原子范数描述循环频率域的连续性和稀疏性,提出一种随机测量条件下的高精确度循环自相关函数无网格估计方法。仿真实验表明,这种无网格估计方法能够有效降低循环自相关函数的估计误差。

一种基于循环自相关分析的雷达编队目标架次估计

在研究编队目标回波多普勒频率变化的基础上,提出一种基于循环自相关分析的编队目标架次估计新方法。该方法利用编队目标回波可近似看作多个频率相近、幅度恒定、调频系数相等的LFM信号叠加的特点,采用循环自相关估计回波信号的调频系数,再利用分数阶傅立叶变换对编队目标架次进行估计。该方法计算简单,易于工程实现,相对Fourier变换和WVD具有较高的分辨能力。实测数据实验表明了方法的有效性,实现了较短数据长度下的雷达编队目标架次的有效估计。

基于循环自相关集平均的DS信号参数盲估计

在循环平稳理论基础上,以DS/BPSK信号为例,分析其循环自相关函数特征,提出一种基于循环自相关集平均的参数盲估计算法。该算法在非零循环频率上搜索特征谱线,从而在较低信噪比下完成对直扩信号载频和PN码速率的估计。通过算法仿真,证明该算法能够有效提高参数估计的信噪比容限。