基于相关自适应器的EM-MWD信号检测系统设计

经EM-MWD(electromagnetic method measurement while drilling)电磁通道传输至地表的信号很微弱并且极易受到白噪声、奇异噪声、工频噪声及其谐波等干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,为了解决这一难题,通过对电磁波传输信道的研究,根据接收初始信号强度以及自适应检测和相关检测的特点,研究并设计了相关自适应器,并基于此设计了电磁随钻地表信号检测系统。然后用Hilbert变换求信号包络,完成了数据拟合和残差分析,并计算了信噪比、均方根误差和误码率,最后做了实验。仿真和实验结果表明,利用该检测系统,能够提高信号特征参数的准确度,达到有效降噪目的,对后续分析和研究提供了保证。

基于面向对象技术的原型文档自适应器的设计

为了解决传统的原型与面向对象结合技术在评价和表达原型时存在的不足 ,本文从原型文档管理的角度出发 ,提出了一种基于工具进行文档管理的面向对象原型开发的新方法及实现策略。并研究和开发了能实现该策略的工具———“原型文档自适应器”。在论述了原型文档自适应器的设计思想后 ,通过实例对相关理论进行了验证。

适者自杀?——自杀的适应器理论及相关研究

自杀现象令人费解。本文以进化心理学为框架,深入完整地评估了自杀适应器理论,即,自杀最有可能在实现整体适应度的能力下降时出现。该理论推论有三:高智商者更可能自杀;自杀倾向有一定遗传性;暗示适应不良的进化线索与自杀相关。大量实证研究支持推论。未来方向包括使用计算机模拟和田野调查检验自杀心理的进化效应,检验整体适应度改变线索与自杀的关系,考察性别差异,并区分适于该理论的自杀类型。

主被动结合的弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制

针对高超声速飞行器轻质材料和细长体构型引起的显著气动伺服弹性问题,提出了一种主被动结合的鲁棒自适应控制方法。首先,通过引入辨识性能评价和监测机制设计复合自适应参数辨识方法,并给出滤波估计策略,实现弹性振动频率与弹性模态的高效在线估计。其次,采用奇异摄动理论将刚弹一体化模型分解为刚弹子系统,针对弹性子系统,基于频率辨识值构建级联型自适应陷波器实现被动陷波抑制,并结合模态估计值设计主动反馈控制保证弹性模态的稳定收敛;针对刚体子系统,设计基于有限时间滑模扰动观测器的鲁棒跟踪控制,综合两个子系统的控制量得到最终升降舵偏转。最后,通过仿真验证了该方法能够有效保证气动伺服弹性影响下高超声速飞行器的弹性抑制和刚体控制性能。

广义逆高斯纹理海杂波背景下的自适应失配检测器

针对雷达对海探测过程中理论导向矢量与实际导向矢量之间不匹配导致的虚警概率升高的问题,该文在复合高斯模型(CGM)下设计自适应失配检测器。为了抑制失配信号,在零假设中引入与理论导向矢量正交的虚拟信号,从而给出存在失配信号的目标检测模型。将CGM的纹理分量建模为广义逆高斯分布,分别基于两步广义似然比(GLRT)和最大后验GLRT(MAP GLRT)准则发展类似于自适应波束形成器正交抑制检测(ABORT)的自适应失配检测器,并通过理论证明所提失配检测器对散斑协方差矩阵和目标多普勒导向矢量具有恒虚警(CFAR)特性。仿真和实测数据实验结果表明,所提失配检测器在导向矢量匹配情况下的检测性能和失配情况下的抗失配性能之间具有良好的折衷。

基于改进自适应陷波的双馈风电场时变次同步振荡抑制策略

双馈风电场经串补电容并网时,可能引发次同步控制相互作用(subsynchronous control interaction,SSCI),严重威胁系统安全稳定运行。通过在风机控制器中引入陷波器可有效阻断SSCI,然而固定参数陷波器难以适应实际系统中次同步振荡表现出的频率大范围时变特征。为解决这一问题,该文提出一种基于改进自适应陷波(adaptive notch filter,ANF)的双馈风电场时变次同步振荡抑制策略。首先,分析ANF安装于风机转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)不同位置时对次同步振荡分量的阻断效果,确定ANF的最佳安装位置;其次,基于紧缩技术近似投影子空间跟踪算法(projection approximation subspace tracking based on the deflation technique,PASTd)在线获取次同步振荡信息,提出总体控制架构,设计基于量测数据辨识的ANF中心频率更新策略;最终,在考虑风速、风机台数、无功出力、电网拓扑变化等多种影响因素的情况下,验证控制策略对频率时变次同步振荡的抑制效果。与现有方法相比,所提控制策略不依赖于系统的准确数学模型,且具备较强的鲁棒性和适应性。

基于自适应滑模观测器的无位置传感器控制

本文就三相内置式永磁同步电机基于滑模观测器的设计方法展开研究。传统滑模观测器采取扩展反电势建立观测器模型,针对抖振和相位滞后问题,研究了归一化锁相环与反电势估计器相结合的自适应滑模观测器。自适应滑模观测器采用饱和函数及变滑模增益抑制抖振,运用自适应反电势估计器提取扩展反电势信息,并结合归一化锁相环进行转子位置角估计,提高了系统估计精度。通过仿真和实验对比了两种滑模观测器的运行效果,结果表明,自适应滑模观测器能够有效地估计转子位置和转速,具有良好的动态性能。

自适应陷波滤波器的并网逆变器相位超前补偿方法

逆变侧电流反馈控制的LCL型并网逆变器广泛地应用于实际中,然而在数字控制下,控制延时改变了系统的相位特性,进而影响系统的稳定性。为此,提出了一种基于自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)的相位超前补偿方法。首先,利用陷波器的相位超前环节对控制延时产生的相位滞后进行补偿,从而避免系统相位在谐振频率处穿越-180°,改善了系统的稳定性并增强其对弱电网的鲁棒性。其次,采用ANF算法对系统的谐振频率进行估计,并根据估计值动态调整陷波频率,扩大了谐振频率稳定区间,进一步提高了系统对LCL参数波动的适应能力。最后,对所提方法进行实验验证,结果表明:基于ANF补偿方案的并网逆变器稳定性良好,且相比传统的陷波方案,该方案对电网阻抗及LCL参数波动具有更好的鲁棒性,更利于LCL并网逆变器在弱电网工况下的控制。

基于自适应陷波与重复控制的主动磁悬浮轴承系统谐波振动抑制

由转子质量不平衡和传感器跳动引起的谐波振动是磁悬浮转子系统中的主要扰动。为了抑制这些干扰,提出了一种基于重复控制和可变相位自适应陷波反馈的谐波振动抑制的复合控制方法。首先通过建立磁悬浮转子系统模型,分析了不同干扰振动力的产生机理。然后,设计了插入式重复控制器,抑制传感器跳动引起的谐波振动,利用自适应陷波滤波器在线提取同频信号自适应补偿不平衡,通过改变不同频率下的相位角来保持系统的稳定性,并对同频位移刚度进行补偿,使系统在较宽的速度范围内自抑制谐波振动。最后,通过仿真和实验对提出的控制方法进行了验证。实验结果表明,一次、三次和五次谐波振动分别减少94.4%,90.4%和85.9%,采用所提出的复合控制方法可以有效抑制谐波振动。验证了所提控制方法的有效性。

食品协作机器人动态目标抓取控制方法研究

目的:解决目前协作机器人在食品动态目标抓取中存在的准确性较低问题。方法:基于协作机器人体系结构,提出将模糊自整定PID控制和鲁棒自适应补偿器相结合用于协作机器人食品动态目标抓取。PID结合模糊控制完成参数自整定,鲁棒算法与自适应算法相结合用于系统不确定性补偿。通过试验分析了所提方法的性能,验证了该方法的可行性。结果:所提方法在协作机器人动态目标抓取中具有较好的效果,提高了协作机器人动态抓取的准确性,在传送带速度100 mm/s时,动态抓取成功率达到99.50%,对食品动态目标抓取具有一定的应用价值。结论:通过优化现有目标抓取控制方法,可有效提高协作机器人的抓持精度。

自适应陷波器与正交接收机性能对比分析

在水声定位和水声通信领域,自适应陷波器和正交接收机是常用的单频脉冲信号的处理工具。文章对自适应陷波器和正交接收机性能进行了对比分析,分别对二者的幅频特性和检测性能进行了仿真对比分析;在无相邻频段信号串扰时,正交接收机输出检测性能略优于自适应陷波器;当存在相邻频带间串扰时,通过合理设置参考通道,自适应陷波器可在其余通道中心频率处产生陷波效果,有效提升低信干比条件下的检测概率。计算量和存储空间分析表明,二者所需运算量和存储空间较少,可应用于实时信号处理中。

基于化学环境自适应学习的掺杂石墨氮化碳纳米片光学带隙预测

一直以来,从新药物的发现到最终应用的过程被认为是非常耗时且消耗资源密集的。在化学领域,经典传统方法密度泛函理论(DFT)使用非常广泛,其计算出分子的密度泛函并推导出各种性质。然而,传统的量子模拟技术既昂贵又难以探索潜在大范围的掺杂分子结构。为了降低成本并提高效率,提出了一种基于化学环境的图神经网络模型,希望能在新型材料和药物的研发上推动发展。本文探索领域聚焦于石墨氮化碳(g-C3N4)及其掺杂变体。鉴于石墨氮化碳(g-C3N4)的分子性质带隙在现实中的重要性,准确预测材料的光学带隙成为了本研究的目标。本文使用基于化学环境的图神经网络有效地捕捉了分子的复杂结构,即使同时探索具有多个变体的掺杂g-C3N4结构,它也能精确预测它们的带隙,相比于传统的图神经网络有极大的提升,提供了一种方便快捷且精确的工具。

基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪新方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,以对格型ANF、简化格型ANF和基于SMM的新式ANF三种典型自适应陷波器的性能比较分析为基础,提出了一种科氏流量计信号频率跟踪新方法。该方法对频率、幅值和相位均随机游动变化的科氏流量计信号,首先采用新式ANF快速检测信号频率并作短时频率跟踪,待其收敛后简化格型ANF开始并行工作,在简化格型ANF收敛后取代新式ANF持续跟踪信号频率的变化。仿真结果表明,本文方法比格型ANF方法收敛速度更快、频率跟踪精度更高,比单一采用新式ANF方法计算更为简便,是一种科氏流量计信号处理的有效方法。

时变信号频率跟踪的一种新自适应陷波器方法

针对频率、幅值和相位均发生变化的时变信号,现有自适应陷波器(ANF)频率估计方法存在信号频率跟踪精确性和稳定性不足的问题,为此提出了一种基于新误差函数的ANF时变信号频率跟踪方法,通过新误差函数改善自适应算法收敛至最优频率解的精度与速度,以提高时变信号频率跟踪的精确性和稳定性。给出了新误差函数分析结果,新ANF方法实现步骤和该频率估计方法的Cramer-Rao下限。通过计算与现有ANF的时变信号频率跟踪方法性能进行了比较分析,并针对科里奥利质量流量计时变信号进行了现场实验验证。结果表明,该方法具有收敛速度快、跟踪精度高、更接近Cramer-Rao下限和抗噪性好的优点。

MPEG－2视频编码的自适应量化器设计

本文在研究ＭＰＥＧ－２ＴＭ５建议的自适应量化策略的基础上，设计了一种新的自适应量化器。以块为基础分析宏块的局部视觉活动特性，并通过综合评价宏块中各块的视觉活动特性来最终决定自适应视觉量化因子。实验结果表明，本文所设计的自适应量化器能均匀分布图像编码主观失真，改善了图像质量，特别是减少了平坦区的块效应，降低了平坦区强边缘的失真。

自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,提出了一种基于新式ANF的科氏流量计信号频率跟踪方法。针对频率、幅值和相位均按照随机游动模型变化的科氏流量计时变信号模型,采用一种利用Steiglitz-McBrid系统辨识方法发展来的新式ANF对信号进行陷波滤波,快速检测信号频率并持续跟踪信号频率的变化;通过计算机仿真与格型ANF方法的跟踪性能进行了比较分析。仿真及分析结果表明,方法可获得很好的频率跟踪效果,具有收敛速度快、长时间持续跟踪信号频率随机缓慢变化的稳定性和精度更好的特点。

基于自适应陷波器的主动隔振仿真研究

自适应陷波器可以对陷波频率处的信号进行有效衰减,而对其他频率的信号影响较小,因而在有源消声、信号提取等方面得到广泛应用。以与振动干扰同频率的正弦信号作为前馈控制系统的参考输入,采用滤波LMS算法对控制权值进行调整,证明对单频和多频干扰进行主动隔振时系统的结构均等同于自适应陷波器,因而可以对周期性振动进行有效的隔离。仿真结果表明,在振动干扰中存在随机噪声的情况下,所提出的控制方法对于周期性振动仍具有较好的控制效果。

消除心电信号工频干扰的新型IIR自适应陷波器设计

目的:设计和实现一种用于消除ECG信号中50 Hz工频干扰的新型IIR自适应陷波器。方法:利用Steiglitz-McBride Method(SMM)方法跟踪工频频率,设计基于零极点分布的陷波器,应用最小平方逼近方法得到对称、可控的通带增益。结果:仿真显示设计的新型自适应陷波器能够正确地估计和实时地跟踪工频频率,陷波器的通带增益也可以通过改进的算法得到控制。结论:该陷波器能够有效地跟踪和消除心电信号中的工频干扰。

基于级联自适应陷波器的正弦波频率估计

常用的传统和现代方法对于噪声环境中正弦信号的频率估计均存在一定的缺陷。本文利用二阶陷波器级联构造自适应陷波器,实现对多个信号频率的估计;采用递推误差信号和递推最小二乘法同时优化各个二阶陷波器的参数。仿真结果表明,该方法对于单频、多频和频率变化等情况均具有较好的估计结果,且对于噪声干扰具有较强的鲁棒性。

二阶自适应陷波器频率估计方法统计性能分析

为对如何提高自适应陷波器频率估计精度提供参考,通过评估自适应陷波器频率估计方法性能,对基于均方误差函数的自适应陷波器频率估计方法进行了统计性能分析。首先,根据误差函数的不同,将自适应陷波器划分为自适应FIR陷波器和自适应IIR陷波器。然后,将自适应FIR陷波器看作自适应IIR陷波器的特例,重点分析了自适应陷波器的误差函数及稳态下的频率估计统计性能,讨论了自适应陷波器参数对正弦信号频率估计精度和收敛速度的影响。最后,给出正弦信号的频率估计计算结果。结果表明,实际计算结果同理论计算结果一致,证明了统计性能分析的正确性。