Blackman-Nuttall窗FFT序列重构四谱线插值介损角测量方法

采用快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时会产生频谱泄露和栅栏效应,影响介质损耗角的测量精度。为提高介质损耗角的测量精度,该文提出并建立一种基于Blackman-Nuttall窗FFT序列重构的四谱线插值介损角测量方法,对采样信号加Blackman-Nuttall窗进行FFT获得离散频谱序列,通过五点变换重构离散频谱序列,然后对重构后的序列进行四谱线插值修正得到电压和电流信号的基波相位,最后由两者的基波相位得到介质损耗角。通过在频率变化、采样点数变化、初始相位变化、直流分量变化、谐波分量变化和不同信噪比的噪声下仿真实验,表明该方法具有较高的介质损耗角测量精度。在与已用加窗傅里叶变换法相比,该方法运算量小、测量精度高,适用于对介质损耗角的精确测量。

OBE理念下以四大波谱解析为导向的光谱分析教学改革探讨

随着社会的发展,药企和相关单位对药学专业人才的光谱分析能力有了更高要求。为使药学相关专业的光谱分析能力与社会需求相适应,本文结合成果导向教育理念(OBE),提出以四大波谱解析实践为导向的光谱分析教学改革,并围绕这一改革进行了深入探讨,通过整合教学内容、提升教师知识储备、升级教学模式、挖掘思政案例、完善评价体系等系列措施,旨在激发学生的学习兴趣和提高学生对紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱及质谱的应用能力,满足社会和企业当前对该类专业人才的需求。

基于通用可调(p,q)阶Rife-Vincent自乘-卷积窗的改进四谱线插值高精度谐波分析算法

加窗快速傅里叶变换(WIFFT)是一类重要的谐波参数估计方法。然而,快速傅里叶变换固有的栅栏效应以及非同步采样产生的频谱泄漏对谐波参数的估计精度有较大影响。为此,利用具有最大旁瓣衰减特性的I类Rife-Vincent窗作为父窗,提出一种新型的通用可调(p,q)阶Rife-Vincent自乘-卷积窗(RVSMC p-q),其特点在于通过改变乘积阶数和卷积阶数可以灵活地改变窗函数的主瓣宽度、旁瓣峰值和衰减速度。在此基础上,提出一种基于RVSMC p-q窗的四谱线插值高精度谐波参数估计方法,利用最小二乘拟合原理给出谐波信号的幅值、频率及相位参数的低复杂度多项式估计公式。在复杂谐波、间谐波及基波频率波动的情况下对基于RVSMC p-q窗的四谱线插值谐波参数估计方法的效果进行仿真。研究结果表明:在较低的乘积和卷积阶数条件下,新算法可以获得比经典的基于自乘积窗或自卷积窗的WIFFT算法更为优越的参数估计精度,且算法复杂度较低。

基于ZoomFFT和多谱线插值算法的谐波分析方法

基于快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)的各种检测算法,因其具备响应速度快以及便于工程实现等特点,现已成为电能质量分析常用方法,但易造成频谱泄漏,难以精确实现多个谐波的分离检测。因此提出一种基于Blackman-Harris窗函数四谱线插值算法和复调制频谱细化算法的复合型谐波检测方法。利用改进的加窗插值算法对谐波进行检测,对于发生主瓣干扰的频谱,采用复调制频谱细化算法,实现对谐波的精确分析。仿真试验结果表明,该方法能够分辨相近谐波分量,实时性较强,能够满足电力系统对电力参数检测的需求。

四波混频对掺镱光纤激光光谱展宽特性的影响

为了探究四波混频非线性过程对高功率掺镱光纤激光光谱展宽特性的影响,采用纤芯和内包层直径分别为20μm和400μm的掺镱光纤作为增益介质,基于四波混频非线性过程建立掺镱光纤激光光谱分析模型,分析了抽运功率、抽运波长、中心波长和注入模式数参数变化对掺镱光纤激光光谱展宽特性的影响,得到了1080 nm激光的输出光功率谱以及输出激光线宽随各参数变化的曲线。结果表明,四波混频非线性过程中,抽运功率的增大会导致掺镱光纤激光输出光谱线宽展宽;不同抽运波长抽运的输出光谱线宽展宽速率不同;不同中心波长的输出激光光谱展宽程度相近;掺镱光纤激光光谱线宽随着注入模式数增加逐渐展宽。该分析结果为掺镱光纤激光光谱展宽特性研究提供了理论支持,对高功率光纤激光的工程应用有一定的参考意义。

一种新型组合优化谐波分析方法研究

在非同步采样和非整数周期截断时,采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)进行电力谐波分析时容易造成频谱泄露和栅栏效应,加窗插值可有效解决频谱泄露和栅栏效应问题。在分析了纳托尔窗的频谱特性的基础上,推理得出4项5阶纳托尔窗函数,通过自卷积运算得到纳托尔自卷积窗函数,并推导出四谱线插值校正公式。基于全相位傅里叶变换(all-phase FFT, apFFT)的相位不变性,利用理论频点附近的主谱线和旁谱线幅值的比值,推导出基于纳托尔双窗和ap FFT双谱线插值频谱校正分析法。由此提出了加窗插值FFT用于频率和幅值的检测,apFFT用于相位检测的新型组合算法。仿真结果表明所提新型组合算法在谐波检测时精度更高,抑制频谱泄露能力更强。

三维荧光光谱结合小波压缩与交替惩罚四线性分解算法测定多环芳烃

基于三维荧光光谱结合交替惩罚四线性分解(APQLD)对痕量多环芳烃(PAHs)进行检测,实验以苊(ANA)和萘(NAP)为研究对象。首先利用小波变换对得到的三维荧光光谱数据进行压缩,以消除数据的冗余信息。分别在乙醇溶剂、甲醇溶剂以及超纯水条件下测定不同浓度的PAHs的激发-发射荧光光谱,并将其组合构建四维数据,利用APQLD对构建的四维光谱数据进行分析,并对比了PAHs在三种溶剂条件下各自的回收率。实验结果表明,用不同溶剂构建的四维数据能更准确地测定PAHs的浓度,其回收率更高;对比二阶校正以及其他四维校正算法,APQLD更能体现四维算法所具有的优越性;当因子数N=3时,ANA的回收率为96.5%~103.3%,预测均方根误差为0.04μg·L^(-1);NAP的回收率为93.3%~110.0%,预测均方根误差为0.08μg·L^(-1)。

四谱段TDICCD图像传感器的设计与制作

设计并研制了一种四谱段时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)图像传感器,器件将四个TDICCD集成在同一芯片上,通过在光窗对应位置上镀不同的窄带滤光膜实现多谱段分光。该TDICCD图像传感器的像元尺寸为28μm×28μm,水平寄存器的有效像元数为3072元,行频为10 kHz,电荷转移效率高达0.99999,饱和输出电压为2650 mV,抗弥散能力大于等于100倍,动态范围为7143∶1。

畸形波数值模拟的一个有效模型

基于控制深水复波包演化的修正的四阶非线性薛定谔方程和离散时间步长的伪谱方法,建立了畸形波生成的数值模型,模拟了边带扰动初始条件下满足边带不稳定性条件时波列的演化,统计了演化过程中生成的畸形波,并对该过程中谱成分能量的变化进行了分析.结果表明,采用该模型可以有效地模拟畸形波的生成,边带不稳定性是畸形波生成的一个可能原因,而且多对不稳定边带的相互作用增加了畸形波生成的概率.

利用中点谱反转实现 2.5Gb/s 直接调制信号的 200km 常规单模光纤传输

报道了２．５Ｇｂ／ｓ直接调制光信号的２００公里常规单模光纤传输实验，系统中采用了基于色散位移光纤中四波混频效应的中点谱反转技术以补偿光纤色散的影响。

频谱带宽对LCD四基色电光特性的影响

RGB三基色的LCD显示器件在高端的应用领域已经不能满足细节显示要求。研究发现可以增加基色的数量,如黄色,形成RYGB四基色,实验证明显示的色域有明显的改善。文中首先研究LCD的电光特性,而后重点研究频谱带宽对LCD电光特性的影响。在1 k Hz固定频率驱动下,通过改变电压来改变LCD的透过率,随着驱动电压的变化,LCD的透过率有较大变化。选取四种基色对应的波长,研究它们的电光特性曲线,得出LCD四基色的电光特性曲线随电压变化的趋势一致;研究不同带宽下四基色波长的透过率,得出带宽对红、黄、绿三种基色的透过率影响不大,而带宽对蓝基色的透过率影响较大。

平面型混浊介质光反射四能流Kubelka-Munk模型

通过分析光在介质-空气和介质-表面粗糙基构成界面上和平面分层混浊介质中的反射、散射和吸收规律,提出了混浊介质中传输的光能流将由界面或混浊介质的定向反射和漫反射作用而产生的定向光能流和漫射光能流构成.考虑到这两种光流能量比率的动态转化规律,运用辐射传递理论和四能流光子流传输模式修正了经典二能流Kubelka-Munk模型,建立了四能流Kubelka-Munk模型.研究表明,由经典二能流Kubelka-Munk模型计算得出的色彩要比实际的色彩偏红.

新能源汇集地区次同步谐波检测方法的研究

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样和非整数周期截断时难以高精度检测谐波各参数,加窗和插值算法可提高FFT的精确度。在对纳托尔窗(Nuttall)频谱特性分析的基础上,提出以4项5阶Nuttall窗通过自卷积运算得到Nuttall自卷积窗函数,推导基于Nuttall自卷积窗四谱线校正公式。仿真结果表明,该算法能较精确地检测次同步谐波的频率特征值并抑制谱间干扰。最后,将Nuttall自卷积窗和四谱线插值FFT算法应用于新疆哈密地区次同步谐波检测,验证了该算法的有效性。

基于Benjamin-Feir不稳定性的畸形波模拟

通过引入四阶非线性薛定谔方程,基于随机波列演化的Benjamin-Feir不稳定性,采用伪谱方法建立了二维深水波浪数值水槽来模拟海洋中的畸形波现象.为了验证该数值模型的有效性,计算了二维水槽中边带扰动随机波列的传播变形,通过比较数值和试验结果发现该模型可以很好地再现畸形波现象.

基于解析伪谱法的四边PDE曲面生成方法

为解决高效、快速、精确地生成曲面等问题,将偏微分方程(PDE)应用到曲面生成中(PDE方法优越性在于可以通过相对较少的参数生成一张光滑的曲面)。研究了用解析伪谱法快速生成一张解析近似的四边PDE曲面片,与分离变量法不同的是,该方法生成曲面的近似解由3部分组成:一个特征函数;一个多项式的解,两者皆可精确地满足偏微分方程;附加一个剩余函数,以确保精确的满足边界条件;进行了相同边界条件下分离变量法与解析伪谱法生成曲面的试验。实验结果表明,解析伪谱法生成的PDE曲面较分离变量法精确度高,且更为光滑。

五项MSD-Rife窗的四谱线插值FFT电力谐波分析

在采用快速傅里叶变换(FFT)对电网谐波进行分析时,信号的非整周期截断和非同步采样而造成的频谱泄漏会影响检测结果的精度,加窗插值则能有效地解决问题。分析了五项MSD-Rife窗在不同权重时的频谱特性,提出了一种基于五项MSD-Rife窗的四谱线插值FFT谐波分析算法,即先对谐波信号加窗,然后利用真实谐波点附近的4根最大谱线值确定实际谱线的位置,运用曲线拟合函数推导出了简单实用的四谱线修正公式。仿真试验结果表明,该算法较其他算法在幅值、相位和频率上的检测精度更高,从而消除了频谱泄漏和栅栏效应带来的影响。

谱模式T63L9正规模初值化方案及试验

推导了全球谱模式T63L9的正规模，对求得的垂直和水平正规模做了分析，与其他文献进行了比较。在此基础上，为其资料四维同化系统研制了一套合适的绝热非线性正规模初值化方案，并进行了一系列试验。分析表明：方案的研制是成功的，它有效地消除了模式早期积分中虚假的高频振荡，明显改进了短期预报的效果；初值化不仅对随后的一次预报有明显的改进，而且通过同化循环，提高了整个资料同化和预报的质量。

基于加窗插值FFT的谐波检测算法

电网中非线性设备的使用造成了大量的谐波污染,针对如何高精度的检测电网中谐波等问题,提出了基于加窗插值FFT算法的检测方法。文中阐述了窗函数的特性和四谱线插值法的原理,在常规FFT变换的基础上,对比分析了四种加多项余弦窗四谱线插值法的改进算法。此外,进一步分析了当原始信号受到频率波动和噪声干扰时对改进算法的影响以及相应的解决方法。最终MATLAB仿真结果表明:测量精度最高可达10-9且具有一定的抗干扰能力。

谱单元法及其在多圆柱绕流分析中的应用

系统阐明谱单元方法,基于谱单元方法对低雷诺数Re=200时不同间距下的顺排两圆柱和Re=150正方形排列的四圆柱绕流及其阻力系数、升力系数等进行数值模拟。研究比较不同间距比L/D(两圆柱圆心距离与圆柱直径之比)对两圆柱和四圆柱绕流的影响,计算分析了涡量图分布、平均阻力系数和斯托罗哈数随间距比的变化。研究表明,间距比对顺排两圆柱和正方形四圆柱绕流影响显著;顺排两圆柱绕流存在临界间距比,在Re=200时临界间距比约为3.6。正方形排列四圆柱存在三种流态。当流场从一种流动形态变成另外一种流动形态时,力学参数发生显著变化,在某些间距比区间内出现骤升或骤降现象。

基于多峰谱线插值的间谐波检测新方法

插值FFT算法根据检测到的频率分布修正FFT结果,而实际中间谐波频率很难确定,当间谐波信号附近含幅值较大的谐波信号时,FFT的栅栏效应可能降低检测精度。利用频率识别能力较强的线性调频Z变换(CZT),用检测得到的与估计值邻近的4条离散频谱幅值估计间谐波参数,并根据多项式逼近推导了插值修正公式,在CZT谱频率分布指导下进行插值修正,使各次谐波和间谐波参数的检测精度得到一定程度提高,仿真证明了该方法的可行性和正确性。