基于PSD特征的FBCCA脑电信号识别方法

当前基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)的脑机接口(brain-computer interfaces,BCIs)使用的都是单一识别算法,针对不同时间长度的识别准确率较低。提出了一种基于滤波器组的典型相关分析(filter bank canonical correlation analysis,FBCCA)与功率谱密度(power spectral density,PSD)分析相结合的SSVEP识别算法,可以提高SSVEP识别的普适性与准确率。该方法使用FBCCA寻找高相似度的参考频率信号,再通过多组PSD分析来锁定最终的响应频率,完成频率识别。该方法无需经过训练就能得到较高的识别准确率。实验结果表明:在刺激时长为1 s时,该方法能达到86.61%的准确率,比PSD分析方法提升了5.44%,比典型相关性分析方法(canonical correlation analysis,CCA)提升了10.38%的准确率,比FBCCA提升了8.86%的准确率。

PSD在超精密加工实验数据分析的应用

功率谱密度(power spectral density,PSD)用于描述随机过程的功率随频率的分布。在超精密加工实验中,功率谱方法不仅仅用于切削力信号分析,还可以用于超精密加工表面微观形貌分析;既可以反映出不同频率在表面形貌中所占的比重,还可揭示切削参数、工件材料性能等对超精密加工表面生成的影响程度。该文使用PSD方法对超精密飞刀铣削在不同进给速度下加工不同工件材料的实验结果进行分析,结果表明,相比于表面粗糙度参数来说,PSD方法更有利于表现出工件材料对超精密加工表面的影响。

基于ICA与PSD的ERD/ERS信号检测

介绍一种基于独立分量分析(ICA)空间滤波结合功率谱密度(PSD)曲线分析法用于提取大脑在想象动作时产生事件相关去同步/同步(ERD/ERS)信号的方法.其检测流程为:先对想象动作诱发的脑电(EEG)信号进行ICA分解得到独立分量与相应的解混矩阵,再按特征频段取其主要分量得到滤波后数据,然后采用短时傅里叶变换计算相关导联EEG信号在特征时段与频段的PSD曲线,引入ERD/ERS系数作为量化指标以进行想象动作的识别.计算结果表明,上述方法能够显著增强运动想象脑电信号的ERD/ERS特征信息,且通过实际分类验证,采用该方法可以获得更高的识别正确率,较传统信息检测方法平均提高8%以上.

基于EMD-PSD的OLTC振动信号特征提取方法

在有载分接开关(OLTC)故障案例中机械故障占很大的比例,为确保OLTC可靠运行,提出一种基于EMD-PSD的OLTC振动信号特征提取方法。首先,模拟OLTC机械故障,采集振动信号,并根据奇异熵确定奇异值分解(SVD)的降噪阶次进行小波包-SVD降噪;其次,对降噪后的信号进行经验模态分解(EMD),并求其功率谱密度(PSD);最后,运用功率谱密度能量构造特征量。实验结果表明,基于奇异熵选择SVD降噪阶次,可以提高振动信号的信噪比,并且将EMD和PSD算法结合可以有效地提取OLTC故障特征。

PSD法在超精密加工质量评价中的应用

功率谱密度法(Power Spectral Density,PSD)从物理意义上来讲就是单位频率内的信号能量,用于描述随机过程的功率与频率之间的关系。PSD法可以用于分析超精密加工表面的形貌特征,也可以分析不同频率在表面形貌中的分布,从而评价加工工艺对超精密加工表面质量的影响。利用一维PSD的方法,评价了磨削硅片、抛光硅片、抛光铜片表面的质量,通过结果分析可知,与表面粗糙度方法相比,PSD方法可以更全面地评价被加工工件的表面质量。因此,需要在实验室教学过程中引导学生关注功率谱密度分析方法,建立功率谱密度函数与超精密加工表面质量之间的关系。

PSD analyzing for complicated shock signal

This paper presents a new idea for an a lyzing the complicated shock signal.Based on this kind of analysis,an equivale nt power spectral density(PSD) chart is drawn for vibration environmental test,which is carried to test the vehicle loading instrument's vibration behavior.T he environment test is equivalent to the condition under which the vehicle and t he instrument is experiencing a firing period.Exactly speaking,the short time vibration during the firing period is a complicated shock event.The paper point s out the deficiency of the commonly used half sine equivalence for the shock an d vibration environment test and gives the procedure of how to draw the PSD char t through the actual acceleration data.

内蒙古地区强震动台站背景噪声与数据质量分析

计算了内蒙古地区193个强震动台站2022年连续观测数据的加速度功率谱密度,通过绘制不同时空、不同加速度计、不同频段的功率谱密度和功率谱概率密度函数图及背景噪声速度均方根值分布图,评估了该区强震动台站的背景噪声变化特征,对出现的功率谱密度异常进行了具体分析,并针对强震动台站数据异常检测及处理提出了相应的建议。研究结果显示:不同加速度计、不同时空强震动台站的背景噪声功率谱密度昼夜差异主要体现在1 Hz以上频段,且不同区域的昼夜差异变化较大;QA-2g型、JS-A2型和TDA-33M型三种加速度计在2 s频点的背景噪声功率谱密度随区域和三分向变化较小;从强震动台站2 s频点背景噪声的监控能得到可靠的观测数据异常,数据异常主要由加速度计零点漂移大、加速度计故障、脉冲干扰、系统参数有误造成,建议优化站点观测环境,进一步规范仪器安装、调试及JOPENS系统的参数配置和审核。

城市轨道交通轨面短波不平顺谱实测研究

针对城市轨道交通诱发的振动噪声问题,对轨面短波不平顺进行研究.首先,对上海市轨道交通线路轨面短波不平顺实测数据进行零均值化、剔除异常值、消除趋势项等预处理.其次,利用改进的协方差法计算得到轨面短波不平顺功率谱,分析轨道类型、曲线半径及钢轨接头对轨面短波不平顺功率谱分布规律的影响.然后,基于非线性最小二乘法对轨面短波不平顺谱进行拟合.最后,提出我国城市轨道交通轨面短波不平顺统计谱表达式.研究结果表明:直线段接头区轨面短波不平顺功率谱密度曲线在整个分析波长范围内具有较多特征峰值;直线段接头区上、下行短波不平顺功率谱密度值随波长的分布特征和数值相差不大,说明上、下行的轨面不平顺状态基本相同;钢轨的磨耗程度与曲线半径呈负相关,内、外轨面不平顺功率谱密度的差异随曲线半径的增大而减小,曲线半径是影响轨面不平顺状态的主要因素之一;线路类型对轨面短波不平顺功率谱的影响不大,不同曲线半径、焊接接头影响明显,在对轨道进行维护和养护时需关注小曲线半径区段以及焊接接头区段的不平顺状态.

随机振动下管径壁厚对航空液压管路的疲劳寿命的影响

根据目前存在由流量设计的不同管径液压管路的疲劳寿命达不到要求的情况,不同管径和壁厚的航空液压导管在随机振动工况下进行疲劳寿命的影响分析。将管路模型简化处理并进行模态分析和随机振动响应分析,最后结合疲劳损伤累积理论和材料的S-N曲线数据得出不同管径壁厚下的疲劳寿命时间。结果表明:当管径和壁厚越大时,对疲劳寿命时间的影响越大。

融合多工况功率谱密度函数的工作模态分析方法

频域分解(frequency domain decomposition,FDD)方法是开展环境激励下结构工作模态分析(operational modal analysis,OMA)的常用方法。但是,现有的FDD方法存在一些不足:①无法剔除非白激励及谐波激励引起的虚假模态;②无法区分结构密集模态与不相关非白激励产生的虚假模态。通过研究发现功率谱密度(power spectral density,PSD)矩阵的秩是FDD方法性能的决定性因素。在此基础上,提出一种新的工作模态识别OMA方法,该方法结合了不同激励工况下的响应PSD函数矩阵,并分别对单个激励工况下的响应PSD矩阵与多工况下的增广响应PSD矩阵进行奇异值分解,通过对比单工况PSD矩阵与增广PSD矩阵在奇异值峰值处秩的变化,识别出包括密集模态在内的结构模态参数,并消除由非白激励产生的虚假模态。采用桁架结构仿真算例和广州塔的工程数据集验证所提方法的有效性。

Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在流动电解液中的钝化行为及非线性动力学分析

探究Ti-48Al-2Cr-2Nb合金钝化膜的稳定性和形成过程以提高电解加工中的抗杂散腐蚀。通过循环伏安曲线确定了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的钝化电位,通过相空间重构、递归图及其定量分析确定系统的波动程度和稳定性,并运用形核曲线和功率谱密度分析钝化膜的形成过程。结果表明,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在20% NaNO_(3)溶液中的钝化区间为0~1.8 V,进而依次选取0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 V这5个电位的钝化区间,分析动态流场下形核曲线,发现钝化膜的成膜过程主要是扩散的方式控制瞬间形核以及三维生长方式进行,然后通过功率谱密度发现钝化膜的生长过程受到粒子的分形布朗扩散影响。通过分析钝化过程的非线性动力学行为,发现相空间重构的吸引子整体波动程度较小的电位有1.2V和1.4V,且通过递归定量分析,发现1.2V电位下系统具有很强的周期性。

薄壁加筋结构随机振动疲劳研究

为研究薄壁加筋结构随机载荷下的振动疲劳特性,开展了随机振动试验;试验中采用锤击法和正弦扫频法获得了结构的固有频率和模态响应,记录了开裂时间和开裂模式;推导了通过等幅应力下的疲劳寿命曲线修正得到随机应力下疲劳寿命曲线的方法。基于MSC/Patran&Nastran有限元软件,获得了修正后模型的疲劳危险位置的动态响应,给出了结构的随机振动疲劳寿命,研究了建模方法对结构固有频率的影响,分析了阻尼的变化对模态振型的影响。结果表明,混合单元比单独的实体或壳单元更能反映结构的刚度,非线性阻尼下模态响应更符合扫频结果,最后,计算得到的疲劳寿命和破坏位置与试验结果吻合较好。

波前功率谱密度函数评价方法探讨

波前功率谱密度 PSD( Power Spectral Density)能定量给出波前畸变的空间频率分布、限定波纹度和粗糙度指标 ,全面反映 ICF驱动器对高功率激光光学元件加工质量的特殊要求。给出了波前功率谱密度 PSD的定义及计算方法 ,并使用大口径相移干涉仪作为波前检测仪器 ,对光学磷酸盐钕玻璃透射波前进行了测试实验 ,获得波前一维 PSD分布 ,证实功率谱密度为高功率激光光学元件波前参数的一种有效表征方式。同时 ,还对 PSD与均方根 RMS之间的关系进行了初步的讨论。

用功率谱密度坍陷评价光学元件波前中频误差特性

扼要介绍了光学元件波前二维功率谱密度的计算方法,并引入功率谱密度坍陷的概念描述光学元件波前频谱特性。功率谱密度坍陷是对二维功率谱密度在不同角度上进行Radon变换得到的投影,它既利用了光学元件波前的所有有效数据,又沿袭了一维功率谱密度简明直观的特点。虽然功率谱密度坍陷在结果的表现形式和量纲方面与一维功率谱密度相同,但功率谱密度坍陷在评价光学元件波前频谱特性方面比用一维功率谱密度和二维功率谱密度更具优越性。

基于应力概率密度和功率谱密度法的随机声疲劳寿命预估方法研究

针对航空发动机燃烧室火焰筒结构的声疲劳问题,研究了一种用于随机载荷下结构疲劳寿命预估的有效方法。首先,对薄壁结构在随机载荷作用下的Von Mises应力过程的概率分布作了研究,给出了应力峰值概率密度函数的表达式。基于Miner线性理论,提出了基于应力概率密度和功率谱密度法的随机声疲劳寿命预估方法,并建立了疲劳寿命预估模型。以某型航空发动机燃烧室火焰筒结构为例,在采用耦合的有限元和边界元方法计算出随机声疲劳应力基础上,应用所建立的模型进行了疲劳寿命估算,并对计算结果进行了宽带修正。结果表明,该方法对航空薄壁结构随机疲劳寿命分析具有实用性。

大口径光学系统的镜面视宁度检测

为了保证大口径光学镜面加工检测的质量和效率,提出了提高大口径光学系统镜面视宁度检测精度的方法。利用电子自准直仪以及平面镜确定波前斜率,推导了基于斜率信息与镜面视宁度之间的关系。为了提高测量精度,突破单台自准直仪精度限制,采用三台自准直仪进行互标校。为了进一步降低误差,使用六自由度平台支撑立方反射体,使精度提高至0.01″量级。另外,结合频响函数的相关理论,估计得到了六自由度平台在检测环境下所引入的误差。最后,引入标准化点源敏感性(PSSn)对结果进行评价,并开展了数值仿真实验。针对模拟镜面视宁度,分别计算两个方向的斜率功率谱以及原始波前功率谱,然后利用之前给出的功率谱与PSSn之间的关系得到了两个方向的PSSn均为0.999。该镜面视宁度测量方法可以在模拟望远镜实际工况下,完成对于系统主镜视宁度的定量预测。

非高斯随机振动的模拟方法

随机振动台根据功率谱密度(PSD,Power Spectral Density)生成的信号为高斯信号,而实际振动环境有时是非高斯的,因此随机振动实验常常无法准确模拟产品在真实振动环境下的失效情况.通过两个案例分别对均方根值(RMS,Root Mean Square)不随时间变化和随时间变化的非高斯随机振动进行了模拟方法研究.案例1利用Hermite多项式法对高斯信号进行了转换,在保证功率谱密度不变的同时得到了具有指定峭度的RMS不随时间变化的非高斯信号,但该方法对于输入的峭度有限制,当输入峭度大于10时,误差达到了20%.案例2利用一种新方法对实测的RMS随时间变化的非高斯振动进行了模拟,模拟后得到的非高斯信号和实测信号具有相同的功率谱密度、峭度以及概率分布,验证了新方法的准确性.

旋成体跨音速脉动压力环境分析与预测

脉动压力是进行结构响应分析和力学环境研究的重要依据。利用平均流场的数值模拟方法与基于实验的工程预测模型相结合的技术途径,对跨音速下旋成体的表面脉动压力环境进行了分析与预测,给出了旋成体在不同攻角、不同马赫数条件下表面脉动压力系数分布以及脉动压力功率谱分布曲线,并且与实验结果作了比较分析,得出结论基本一致。

基于交替投影的MIMO雷达最优波形设计

该文研究用于多输入多输出(MIMO)雷达的具有低相关旁瓣的恒模波形设计方法,这类波形可以抑制距离旁瓣遮蔽和不同信号回波之间的相互干扰。首先,根据非周期相关函数与功率谱(PSD)之间的傅里叶变换对关系,将波形的相关特性优化问题转换为功率谱优化问题;然后,基于功率谱拟合的思想,将设计波形的功率谱向理想波形功率谱逼近;最后,在时、频域交替投影的算法框架下,利用快速傅里叶变换(FFT)实现波形的优化设计。计算机仿真表明,该算法能够设计具有良好相关特性的MIMO雷达波形且运算效率较高。

GOCE卫星重力梯度测量误差分析及其模拟研究

论述GOCE卫星重力梯度测量误差的来源及其特性,提出采用AR模型基于先验的误差PSD模拟卫星重力梯度仪有色噪声时间序列,给出AR模型构造平稳随机过程的基本原理和数学模型。根据两类解析形式的重力梯度仪观测噪声PSD分别模拟相应的有色噪声时间序列,模拟的噪声时间序列对应的PSD与解析形式PSD比较的结果验证了AR模型用于模拟GOCE卫星重力梯度测量有色噪声的可行性和有效性。