基于变步长LMS自适应陷波算法的电气信号频率测量

提出一种基于二阶无限冲击响应(IIR)变步长自适应数字陷波滤波器的电气信号频率跟踪测量算法。论述了陷波滤波器能够滤除信号中特定的频率,而其他的频率成分不受影响的原理;最小均方LMS(LeastMeanSquare)自适应陷波算法是将被谐波和随机噪声污染的电气信号通过基波陷波器,根据陷波器输出误差采用变步长因子的递推LMS自适应修正陷波器参数和跟踪频率的变化。实例中,给出了给定变步长迭代公式的常数以计算出频率,并采用频率稳定时的测量、频率波动时的测量、电机运行频率测量的3种仿真结果表明所提出的频率跟踪测量算法效果良好。

频率可配置数字陷波器及其在FPGA中的实现

该文对频率可配置数字陷波器及其在FPGA中的实现技术进行了研究。文中介绍了陷波器在s平面域上的传递函数及其频率响应特性,推导出了频率可配置数字陷波器在z平面上的传递函数和线性差分方程表达式,讨论了阻尼系数对陷波器性能的影响;设计了数字陷波器在FPGA上详细实现方案,并给出了FPGA开发平台下的测试结果。论文结果对相关研发工作具有参考价值。

卫星导航接收机陷波器级联抑制窄带干扰研究

为了在有用信号失真较小的情况下有效抑制具有一定带宽的窄带干扰,本文首先推导了IIR陷波带宽控制参数α与陷波带宽和陷波深度的定量表达式,在统筹考虑陷波频率、陷波带宽、陷波深度和实时性基础上提出了基于多级开环IIR陷波器级联的滤波算法。每一级IIR滤波器负责抑制一个子带内的干扰,在保证陷波深度的条件下实现较为陡峭的带阻特性,在窄带干扰被有效抑制的情况下使有用信号失真达到最小。仿真结果验证了算法的有效性。

基于自由搜索算法的数字多频陷波滤波器设计

数字多频陷波滤波器的作用是同时处理数字信号中多个特定频率分量。传统设计方法通过级联多个单频陷波系统实现,仅适用于陷波频率间隔较大的情况,且存在频率响应不均匀、过渡带增益不对称以及陷波频率点之间增益难以控制等局限性。为此,以改进的自由搜索算法为基础,提出一种数字多频陷波滤波器的设计方法。通过改进陷波系统结构,约束参数空间,建立优化模型,优化配置极点位置,实现具有稳定特性的数字多频陷波系统。仿真实验结果表明,该设计方法在实现准确陷波的同时,可使得过渡带增益对称且可控,通带内频率响应均匀平稳。

一种改进的自适应格型陷波滤波器

为解决自适应格型陷波器在迭代过程收敛后存在陷波频率偏移的问题,通过严格的理论分析,论述了陷波参数与引入算子的关系.在推导得出收敛公式的基础上,给出了采用全局输出误差信号作为引入算子的自适应算法.改进后的自适应格型陷波器在不增加计算量的前提下,消除了陷波频率的偏移.仿真结果与理论分析相一致.

薄互层反射系数序列时～频特征研究

针对薄互层储层结构难以识别的问题进行了研究。通过建立不同类型薄互层地质结构的反射系数时间序列,与其振幅谱的数学表达式,并经计算分析后发现,前人由三层介质二个反射系数时频关系得出的陷频周期倒数,等于时域层间时间厚度的结论,并不适合多层情况。经深入研究后进一步发现,可描述振幅谱特征的主瓣周期及其个数,旁瓣周期及其个数,f=0点和f=fn点的振幅值等参数,都是确定薄层、薄互层,或薄层夹厚层地质结构的重要参数。当薄层结构特征不太复杂,采集和前序处理不丢失高、低频信息的情况下,可用削除子波或部份削除子波影响后的记录振幅谱,甚至也可用记录的对数谱等的结构特征参数,来识别或预测薄层或薄互层等地质结构。

海洋地震变深度电缆采集数据的频谱分析及消除鬼波研究

为拓宽有利于地震成像的频带范围,特别是拓宽对中深层地质构造成像有利的低频,物探工程师提出和改进了很多采集技术与方法,其中较为成功的技术是斜缆宽频采集技术,其原理是斜缆采集使得虚反射的陷波频率点不同。笔者重点分析了变深度电缆对地震资料频谱特征尤其是低频的影响,提出振幅曲线的陡度函数是测量信号在低频端丰富程度的有效方法,并通过模型正演比较了由等深的水平缆和变深度的斜缆采集的地震道频谱特征;然后针对虚反射引起的鬼波难题,采用修改的线性最小平方Radon变换方程来消除虚反射产生的鬼波,然后分别应用于正演模型和实际的南海斜缆地震资料,均取得较好的去鬼波效果。

基于缺陷地面结构的超宽带微带滤波器的设计

针对传统的超宽带滤波器存在陷波深度不足的问题,基于新型缺陷地面结构和加载枝节的方法设计了一款超宽带滤波器。该结构通过内嵌、折叠开路枝节来形成双陷波带,在保证尺寸紧凑的同时实现了对陷波的需求。为了保证陷波深度,在超宽带滤波器两端加载了不对称倒T型枝节。通过刻蚀新型缺陷地面结构来增强带外抑制特性以及陷波深度。该滤波器工作频段在2.8~11.4 GHz,插入损耗较小,在5.3 GHz和8 GHz处产生了两个陷波,且深度分别达到了18 dB和57 dB,这对无线局域网和X波段卫星通信两个频段的干扰能够起到有效的抑制。该滤波器基板尺寸为16.8 mm×5 mm,带外抑制达到了57 dB。

面向IR-UWB基于直接序列设计抑制窄带干扰算法

针对窄带系统对超宽带冲激无线电系统(Impulse Radio Ultra-wideband,IR-UWB)的干扰问题,提出基于Rayleighritz理论的直接序列(Direct Sequence,DS)设计方案,记为RRDS。通过设计DS序列,使得IR-UWB频谱在窄带干扰频率点上产生陷波,从而实现抑制干扰的目的,同时,通过RRDS方案,提高IR-UWB系统的误码率。RRDS方案先建立目标矩阵,并求解最小特征值及对应的特征向量。如果特征向量里面的元素有非+1或-1的值,则通过符号函数将特征向量转变为全部由+1,-1组成。若最小特征值是多重,先将所有的特征向量通过符号函数转变为全部由+1或-1组成的向量,并在这些向量里找出使目标矩阵的值最小的特征向量,将此向量作为直接序列DS。仿真结果表明,提出的RRDS方案有效地抑制窄带干扰,并提高了IR-UWB系统的误码率。

一种新的导航接收机抑制窄带干扰算法

针对卫星导航接收机窄带干扰的有效抑制问题,给出了二次格型IIR陷波器参数设计方法,在此基础上提出了改进陷波器设计,通过频点估计初始化陷波器参数值,有效提高了二次格型IIR陷波器的收敛速度。计算机仿真结果验证了算法的有效性。

带宽可调带阻滤波器的设计

传统的带阻滤波器大多是采用全无源元件实现,存在阻带带宽不易调节、电感元件占芯片面积大等问题。本文采用TSMC 180nm CMOS工艺,提出一种基于N通道陷波滤波器的带宽可调带阻滤波器,该电路由2个二阶N通道陷波滤波器和跨导单元构成,通过跨导单元使两通道的频率相对总输出频率向上和向下偏移,实现了滤波器的阻带带宽可调谐。在1.8V的供电电压下,采用Cadence Spectre RF仿真,结果表明:滤波器的增益大于-2dB,陷波频率可调范围为0.3~1.2GHz,阻带带宽可调范围为20~48 MHz,阻带抑制为12dB,频偏为150 MHz时,IIP3为9.8dBm,F_N为3.5~6.5dB。该带阻滤波器不仅实现了带宽可调谐的功能,而且电路结构简单,易于全集成,电路整体性能得到提高,为多标准、多频率的无线电应用提供了参考。

1.5维逆散射级数法消除海上地震勘探资料中的鬼波

针对传统2维逆散射方法计算量大、对观测系统要求高等问题,将2维逆散射级数方法降维,得到1.5维逆散射级数消除鬼波的算法。资料处理结果表明,1.5维方法减少了计算量,降低了对观测系统的要求,不需要地下介质信息以及子波估计,适用于各种复杂的介质情况和低信噪比数据,可以有效地消除海上地震资料的鬼波,提高分辨率,补偿陷波频率处的能量,提升地震资料的低频成分。

控制系统延迟对轴扭振的影响

控制系统中的轴扭振会引起系统控制量的振荡,加大机械传动装置磨损,甚至会导致传动轴断裂。在工业应用中,多采用陷波滤波器抑制轴扭振,而陷波频率的选取通常未考虑控制系统延迟因素。基于电机角速度增量、轴转矩增量和电机电磁转矩增量的相位图,分析了控制系统延迟对轴扭振频率的影响。仿真结果对分析结论给予了验证。

一种通过设置伺服控制参数抑制机械振动的方法

伺服控制系统中的机械振动直接影响设备精度和稳定性,加剧元器件的磨损程度,从而降低生产效率和设备使用寿命。通过分析部件的固有共振频率、部件颤振引起的各个轴的速度波动和转矩波动频率,通过设置伺服控制器参数方法,可以达到抑制设备部件振动的目的。

气枪立体震源等效深度确定方法研究

目前地震勘探气枪立体震源等效深度确定没有一个标定根据,为了与常规气枪阵列进行对比,需对气枪立体震源等效深度有一个最佳确定方法。基于实际条件下的气枪模拟方法,这里对具有代表性的多种阵列进行了模拟,研究了几何加权法和频率陷波法两种等效深度求取方法,重点分析了频率陷波法的影响因素;然后又结合实际数据进行了实际应用分析,提出了实际生产中的等效深度有效求取方法。

数控低通滤波器

MC14414—2双开关电容滤波不仅可以用作PCM通道滤波器,还可以用作数控10阶椭园函数低通滤波器。如图连接,其通带波纹小于0.6dB(峰峰值),截止频率与陷波频率之比为1.5:1,阻带抑制比大于60dB。

一种新型的调频同频信号插入器

调频同频信号插入器是有线调频、有线电视信号传输系统上的重要设备。让其实现低功耗、低成本并且接入方便维护简单是一个重要的课题。对此,提出了一种新型的调频同频信号插入器,适用于光纤与同轴电缆相结合的混合网络,可以广泛应用于现有广播电视系统。它主要采用了频率陷波技术,在滤除前端特定频率信号的同时,接入传输与前端同频的本地模拟与数字信号,有效地利用了本地区域内原有的有线广播电视设备。实验表明,该设备对原有线路没有任何干扰,并且能构建一种新颖简洁的调频播出系统模式,相比区域无线调频广播与区域有线共缆广播方式有很大的优势,具有很高的经济与实用价值。

基于非线性PI和解耦双同步坐标系锁相环的研究

为了在电网电压不平衡时提高锁相环锁相的速度和精度,分析了解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)原理,对解耦的q轴电流比例积分(PI)环节加入变参数的非线性控制方式。此外,为了消除负序电流引起的2次谐波,在解耦消除2次谐波的基础上,加入特定频率点陷波器进行陷波。通过Matlab/Simulink对传统解耦双同步坐标系锁相环和非线性控制锁相环进行仿真,仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。

基于零偏置电流的磁悬浮电主轴动不平衡力抑制

磁悬浮系统在偏置电流控制策略下会产生高功耗,造成温升、热变形以及传感器的温漂等,影响转子的悬浮精度。此外,由于动不平衡力、传感器测量失真以及电机偏心磁拉力等因素影响,会引起转速的同频和倍频振动。该文在传统的零偏置电流控制基础上,提出了基于多频率陷波器的动不平衡力抑制策略。首先,利用零偏置电流控制策略来降低磁轴承功耗,针对零偏置电流策略带来的系统非线性,将电流到位移的非线性系统转化为电磁力到位移的线性系统,再采用线性控制策略设计位移控制器。其次,在零偏置电流策略的基础上,引入多频率陷波器来抑制转子的同频与倍频振动。通过实验对比了不开启同频陷波器控制、仅开启同频陷波器控制以及开启多频率陷波器控制3种情况,验证了所提出的多频率陷波器策略能够有效抑制转子的同频与倍频振动。该方法不仅有效地抑制了转子的周期性振动,还大大降低了磁轴承功耗。