基于AR模型的Yule-Walker法和Burg法功率谱估计性能分析

谱估计技术作为一种重要的信号分析手段广泛应用于各种技术领域,具有十分重要的工程应用价值。论文在介绍Yule-Walker法和Burg法的基础上,基于Matlab仿真平台,以Yule-Walker法为例,从采样点数和模型阶数对功率谱估计的影响方面进行仿真分析,之后又对Yule-Walker法和Burg法进行仿真比较,分析了两种算法的优缺点。

Burg频谱估计算法的硬件加速方法研究

基于Burg算法的现代谱估计相对于基于FFT算法的经典谱估计,具有更好的实时性和频率分辨率。然而Burg算法中需要的大量迭代运算,降低了实时系统的性能。为进一步提高频谱估计的速度,提出一种Burg算法的硬件加速方法。该方法以高性能FPGA为平台,遵循并行计算的思想,根据Burg算法的特点,巧妙的利用FPGA内部的DSP资源和RAM处理数学运算与存储器管理两大核心问题。通过在速度和面积上的折中优化系统性能。实验结果表明,该加速方法能较为准确的估计出脉冲编码雷达中目标物体的多普勒频偏。通过进行比较发现,该方法提高了系统的运算速度和性能。

改进的Burg最大熵法在管道检测中的应用

短时间序列、高分辨率、强抗噪能力的功率谱估计是管道超声内检测的关键技术.针对Burg最大熵法存在的问题,从减小递推算法初始阶段误差出发,提出二阶预测误差滤波器系数倒推法,由二阶滤波器系数修正一阶反射系数,保证递推初始阶段最大熵原则,以适应短时间序列谱估计,算法在管道内检测实验中得到了较好的结果.

自相关法和Burg法在AR模型功率谱估计中的仿真研究

介绍功率谱估计和常用的基于AR模型的自相关法和Burg算法,通过仿真比较这两种算法使用和优缺点。

Burg谱的阶数依赖性与最佳正则化参数的选择

利用Burg法分析了被白噪声污染的功率谱,并将结果与传统周期图法进行了比较。当阶数比较小时,Burg谱比较平坦,信号被噪声掩盖;随着阶数的增加,分辨率增加;当阶数进一步增加时,虚假峰出现,并逐渐增多,以至于信号被噪声淹没。这一结果表明,系统一定存在某个阶数,在这个阶数附近Burg谱质量最好。指出了这个阶数就是最佳正则参数;而且还指出了,只需进一步考虑残差向量的归一化累积误差,并同K-S判据相结合就可以确定它。

基于Burg算法功率谱估计的参数选择

介绍了现代功率谱估计中常用的基于自回归(AR)模型的Burg算法,分析了Burg算法中参数选择对功率谱估计的影响,并给出综合最优的Burg算法参数选择方法,最后将本文参数选择方法应用于列车测速系统进行实验验证,准确地估计出了列车的多普勒频率。

基于Burg功率谱的无砟轨道功能层缺陷边缘估计方法研究

高速铁路无砟轨道功能层缺陷直接影响高速铁路运营安全,而现有方法难以准确估计缺陷尺寸,造成无砟轨道状态评估困难。针对这一难题,该研究建立了带缺陷层状介质弹性波回波模型,分析了测点位置与功能层缺陷回波的关联关系,提出了弹性波缺陷边缘回波频率分布模式;研究了AR功率谱模型,分析了Burg功率谱的频率分辨率和相关参数获取方法,并在此基础上,提出了无砟轨道功能层缺陷边缘估计和缺陷成像方法;通过CRTSⅢ型无砟轨道现场试验对比分析,验证了该方法在无砟轨道缺陷检测中的适用性。研究结果表明:基于Burg功率谱方法能够较为准确地实现缺陷边缘估计和无砟轨道功能层缺陷成像。研究成果可用于高速铁路无砟轨道缺陷检测与状态分析,为高速铁路安全运营提供理论支撑。

多普勒信号的Burg算法优化研究

随着高速列车的发展,测速精度高的多普勒测速方式被广泛应用。其将多普勒信号看作广义平稳随机信号,利用功率谱估计方法进行信号处理。针对现代谱估计中Burg算法基本原理分析其误差来源。分析了两种优化算法,一种是基于窗函数的优化算法,另一种针对改进的协方差法实现了基于预测误差功率最小意义的优化算法。通过仿真对比原算法与两种优化算法的频谱估计性能,分析算法复杂度,选择模型最优参数,并验证了在列车测速范围内不同频段的适用性。结果表明,优化算法在不增加运行时间的基础上可降低频谱偏移程度、改善频谱分辨率,可识别出列车测速范围内各个频段频率,并且谱估计频率误差小于1%。

基于功率谱估计的管道超声测厚研究

管壁厚度的测量是长输管道无损检测的主要内容之一,对于超声探头接收的回波信号,若采用经典谱估计法处理,则其分辨率较低。笔者采用 Burg最大熵法,对超声波回波信号进行了处理,以提高谱的分辨率。模拟结果证明了该方法的正确性和实用性。

AR模型功率谱估计常用算法的性能比较

功率谱估计是分析随机信号的一种重要方法.通过分析AR模型功率谱估计,介绍AR模型参数提取的L-D算法、Burg算法和Marple算法,并利用计算机仿真比较三者的性能.

电荷灵敏前置放大器功率传递函数的计算方法研究

简要阐述了电荷灵敏前置放大器功率传递函数在核电子学领域中的重要意义,针对前置放大器功率传递函数的计算方法,分别介绍了周期图法和Burg法这两种功率谱估计方法。通过实验,比较了这两种方法的优缺点,得出Burg法更适用于核信号功率谱的评估。

基于修正Levinson算法的地杂波仿真及其应用

阐述雷达相关杂波的模拟方法及其AR谱模型的特性,提出具有约束条件的修正Levinson算法以及其AR模型阶数估计方法,同时给出常用的高斯谱特性的模型阶数估计结果和仿真结果,并与同等条件下的Burg算法的估计结果进行比较,得到一些有用的结论,并简述其应用之一,即数字信号源的实现。

提高线性调频连续波探地雷达厚度检测分辨率的信号处理方法

线性调频连续波探地雷达 (LFMCWGPR)用于检测路面厚度时要具有较高的垂向分辨率 ,而由于经典谱估计法固有的缺点 ,限制了分辨率的提高。利用Burg最大熵法和修正协方差法对探地雷达信号进行了处理 ,计算机模拟和室内实测信号处理的结果表明 ,这两种方法均能有效地提高LFMCW探地雷达的分辨率 ,使功率谱的主瓣变窄、旁瓣幅度降低。在对计算量无严格要求的情况下 ,修正协方差法的功率谱估计效果更好 ,它能克服使用Burg最大熵法出现的谱峰频率偏移和谱峰分裂的缺点。

支持铣床刀具状态快速评判的信号处理技术

随着柔性制造系统(FMS)和智能制造系统的发展,机械加工的自动化程度日益提高,要求加工系统能自动地对生产过程中所出现的故障进行快速有效的在线监测。通过对铣床主轴电机电流信号进行小波消噪处理和burg功率谱分析,提取时域内均方根和频域内功率谱密度的刀具破损特征,再运用最小二乘支持向量分类机(Least Squares Support Vector Machine Classifier,LS-SVMC)进行特征训练和模式识别,建立了一种支持刀具状态快速评判的信号处理模型。

基于AR模型谱估计方法与仿真

功率谱估计在研究信号特性中占有着十分重要的地位,是获取随机信号频谱分布的常用方法.详细阐述了AR模型的基本理论,分析了其实现的Yule-Walker法,协方差法和修正协方差法,Burg递推法.并用MATLAB软件对上述几种谱估计的方法进行一些仿真,比较了其预期的谱估计效果.开展利用AR模型法进行功率谱估计方法的研究,以便在应用中根据实验数据选择合适的算法进行谱估计.

基于EMD与burg功率谱的隔膜泵主轴故障诊断研究

在管道输送行业中,往复式活塞隔膜泵的主轴的安全是保障管道输送正常运行的重要条件之一。针对隔膜泵主轴的故障的多元化和不确定性,本文提出了一种基于EMD与burg功率谱故障诊断方法。先对原始振动信号进行EMD变换,得到的有限多个IMF,然后对每个IMF进行burg功率谱分析,通过研究每个IMF对应的burg功率谱的变化特征,实现对设备故障有效的诊断和研究。仿真实验表明,在往复式活塞隔膜泵主轴的故障诊断中,基于EMD与burg功率谱的方法是有效的和可行的。