基于正负区间统计分析的信号趋势项自适应消除方法

趋势项的存在会严重影响信号异常检测方法的准确性,因此需要在信号预处理过程中进行消除。高通滤波法是一种简单且有效的趋势项去除方法,应用最为广泛,但其参数选择基于经验,无法实现实时最优,因此方法的鲁棒性和泛化性差。以高通滤波法为基础,首先提出了信号正负区间统计分布曲线的概念,并基于这一概念引出了趋势项判断准则。在此基础上,设计了高通滤波器截止频率的实时优化选择方法以实现信号趋势的自适应消除,并对所提方法的影响要素进行分析。结合实际应用问题改进了算法,提高了迭代收敛速度,减少了计算量。最终利用石油管道泄漏监测问题中的压力信号数据证明了所提方法可以获得实时最优的滤波效果,实现趋势项的消除,且预设参数简单,算法计算量小。

简易烈度计记录的噪声水平评价:以泸定M_(S)6.8级地震为例

在我国地震预警和烈度速报系统中,烈度计被广泛使用。烈度计的频谱特征主要是通过检定实验室进行标定,但在破坏性地震中,烈度计响应特点缺少必要的研究分析。该文以2022年四川泸定M_(S)6.8级地震为例,对比分析了烈度计记录和强震仪记录在噪声水平、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、高通滤波截止频率(f_(HP))取值以及有效周期范围(T_(max))方面的特点,综合评价了烈度计记录的频谱特征,分析了噪声影响。得到以下结论:在整个频域范围内,烈度计记录的SNR要比强震仪记录平均意义上低一个数量级,可以估计烈度计动态范围较强震仪大致低20 dB;烈度计记录的最佳f_(HP)取值相较于强震仪记录存在更大的不确定性,尤其是在竖直方向上;烈度计记录的最佳f_(HP)取值更大,反应谱T_(max)较传统强震仪记录在水平方向小1~2 s,在竖直方向小3 s左右。该研究结果有助于合理应用烈度计记录,服务地震学和地震工程学相关研究。

高阶有源滤波电路的分析与设计

在模拟采样电路中,为避免杂波对采样信号造成干扰,采样信号需经滤波器处理后再送入DSP,这样往往能降低对模拟采样通道的硬件要求。相比无源滤波器,有源滤波器的放大倍数和频率特性基本不会随着负载的变化而变化,因此在小信号处理电路中,有源滤波器的使用更为广泛。但在实际设计高阶有源滤波器时,经常出现理论计算值与仿真值不一致的情况,导致所生成的电路参数往往不能满足器件选型要求。为此,文章从2阶有源滤波器出发,首先对传递函数进行分析,发现是系统阻尼系数的变化导致了这一情况的发生;接着提出了两种解决方案,一种是通过改变系统增益进而影响系统阻尼系数,另一种是通过调节滤波电路中的两个电容的比值来调节系统阻尼系数;之后通过分析计算,给出了使用这两种方案组成高阶滤波器时各级2阶滤波电路需具备的系统阻尼。对采用所述方法设计的截止频率为100 kHz的4阶和8阶滤波器进行PSPICE仿真分析,结果显示,其截止频率仿真值分别为98.828 kHz和96.200 kHz,与理论计算值基本一致,验证了所提高阶滤波器设计方法的有效性。

抽水蓄能机组状态在线监测中的振动信号积分方法

抽水蓄能机组振动状态监测中常将速度信号积分成位移信号再计算特征值进行评价。以稳定工况下上机架水平振动速度信号为例,研究了速度信号积分为位移信号的积分方法与滤波器参数设置,并采用暂态工况进行验证。结果表明,速度信号积分成位移信号时,应采用高通滤波器对积分前速度信号或积分后位移信号进行高通滤波,高通滤波器的截止频率可设置为0.2倍转频;暂态工况下,采用未滤波的位移信号计算特征值对机组安全性评估时,存在高估机组振动的风险。

直流换流站近区高次谐波对稳控装置采样精度影响的分析

电网中包含的高次谐波会对稳控装置运行造成不良影响,因此需研究不同类型的谐波对稳控装置采样、滤波、策略等多个环节的影响。分析了直流换流站近区高次谐波的产生原因及特性,重点分析了由于频率混叠导致的对基波产生较大影响的整次谐波特性,并提出了应对方案。应对方案包括在硬件滤波回路设计上调整滤波电路的截止频率,提高硬件滤波的效果;在软件设计上通过提高采样频率,同时运用MATLAB软件进行数字滤波器功能设计,以软件滤波的形式消除频率混叠对稳控装置的影响,实现了在高频段进行采样,在低频段进行数字滤波、插值的处理,保证原有的处理原则不发生变化。最后结合RTDS仿真测试,验证了改进方案的适应性。

用高阻方向滤波器提高低磁纬度地区磁异常化极效果

在频率(波数)域中利用化极转换函数可以将具有方向性的斜磁化异常转换为方向性不明显的垂直磁化异常。考虑到在低磁纬度区,实际资料中含有随机干扰,会使化极结果出现严重畸变,从而给定量反演计算或定性解释带来很大的困难。所以在化极处理过程中对高频段和低频段分别采用高阻滤波器和反汉宁窗滤波器进行滤波处理,提高了化极结果的信噪比。在低磁纬度区作化极处理时,还要特别注意磁倾角偏差的影响。因为它使化极异常的等值线发生扰动、幅值增大,并沿磁场水平方向拉长。为消除这种现象,也要采用高阻滤波器处理。

利用HSV空间的双通道同态滤波真彩图像增强

在RGB空间中分别对真彩图像的三个通道进行增强能够很好地压缩图像动态范围,但往往会产生色彩偏离。文章提出先将真彩图像由RGB空间变换到HSV空间,进行色度、饱和度和亮度分离,然后对饱和度通道进行巴特沃斯同态滤波增强,对亮度通道进行高斯同态滤波增强,除此之外,研究了同态滤波中高通滤波器截止频率如何确定的问题,并解释了同态滤波器中的比例系数。实验证实,增强后的真彩图像色彩基本无偏差,图像动态范围压缩良好。

基于频率衰减特性的面波压制方法

在地震资料常规处理过程中,通常在整个地震记录上进行高通滤波来消除低频面波,而很少考虑面波的频率衰减特性。这种方法的缺点在于压制面波的同时,地震记录上有效的低频信号也受到压制。为了克服常规压制面波方法的缺点,提出了一种新的衰减面波的处理方法:在地震记录上确定面波带,然后针对不同的炮检距选用不同的低切频在面波带里进行高通滤波。通过这样的处理,既可以保证面波的压制仅在面波带里进行,又可以较准确地确定不同炮检距的面波频率范围,从而有效地衰减了面波带里的面波能量,较好地保存了地震记录上的有效低频反射波成分。

一种改进的基于MRAS的速度辨识方法

在基于MRAS(模型参考自适应系统)的速度辨识方法中,由于参考模型采用纯积分型转子磁链电压方程,直流偏置和积分初值累积以及定子电阻变化都导致磁链观测误差较大,进而影响速度辨识精度。提出了一种改进的MRAS方法,首先引入高通滤波器消除纯积分的影响,并采用模糊控制器在线调整其截止频率改善其动态性能;其次利用模糊控制器在线辨识并调整定子电阻,克服了定子电阻变化影响速度辨识精度的问题。仿真结果表明该方法具有较好的动静态性能以及较高的辨识精度。

地震仪器对高频信息可记录性的影响及其试验

本文较系统地讨论了地震仪器性能及因素对高分辨率地震勘探的影响，指出仪器的瞬时动态范围和低截止频率是高频信息可记录性的一个极为重要的基本因素、通过不同低截频、不同陡度及不同频率检波器的实际试验．说明了选用“三高”（即较高的陡度和低截止频率、较高频率的检波器）仪器因素对提升深层反射波的频率有独到的作用，是一种有效的工作方法。

一种新的模糊-卡尔曼滤波器的控制算法及应用

针对高速剪切中管材运动需要精确而快速的预测问题,提出了一种新的模糊-卡尔曼滤波器:将过程噪声、量测噪声与残差均值和残差方差之间分别建立模糊曲面;省略模糊规则推理;将滤波器的采样时间与剪切误差之间的关系模糊化.以这样结构的滤波器来提高对剪切误差的跟踪和预测能力.仿真结果显示,新的模糊-卡尔曼滤波器比传统的卡尔曼滤波器更快和更稳定地将剪切误差进行抑制,而且剪切精度得到提高.

高分辨率地震数据采集中的高频补偿

针对地层的高频吸收衰减导致地震勘探分辨率不高 ,分析了 3种滤波器的高频补偿原理及效果 .认为高截频的低切滤波器是通过衰减低频来相对提升高频的 ,它具有较高的高频提升速率 ,可以有效地提高地震勘探的分辨率 ,但经滤波后的信号 ,缺少必要的低频成分 ,对分辨率的提高会产生不利影响 ;频谱整形滤波器的高频提升速率低 ,高频补偿严重不足 ,它对分辨率的改善不会起到明显的作用 ;频谱均衡滤波器对高频进行绝对补偿 ,且具有较高的高频提升速率 。

高分辨率地震数据采集系统中的低切滤波器

在高分辨率地震数据采集系统中 ,设置具有较高截止频率的低切滤波器 ,它在信号通放频带范围内 ,通过对低频的衰减达到相对提升高频的目的。本文建立了低切滤波器截止频率 f0 、阶次 n与地层波速 V、可分辨地层最小厚度Δ h及地层吸收衰减系数 A的关系。要想识别更薄的地层 ,就要求低切滤波器具有大的截止频率和高的阶次 ,这会带来降低频带宽度的后果 ,给识别薄层带来困难。通过设置低切滤波器提高分辨率 ,是以牺牲地震信号的能量、降低信噪比为代价的 ,使得中、深层勘探识别 5

ZBAF处理高氨氮废水的亚硝酸盐积累研究

利用自主开发的ZBAF(沸石填料曝气生物滤池)试验系统,针对低有机质高浓度氨氮废水的特殊水质,实现了在进水氨氮浓度为210mg/L时,去除达93.4%的情况下,亚硝酸盐积累率高达89.5%。考察了试验运行条件对亚硝酸盐积累的影响,结果表明滤料层高度、水力负荷、反冲洗以及温度等因素都导致了亚硝盐的积累。依据Monod增长动力学模式,初步提出了系统中亚硝化控制的动力学选择机理。

截止频率可调的高通滤波器设计

主要介绍了采用电压控制增益放大器AD603设计的截止频率可调且增益可控的高通滤波器。设计采用纯硬件制作,增益控制部分采用电位器调节AD603的控制电压达到控制增益目的,同时通过调节变容二级管电压的方法使滤波电路电容变化来控制滤波器截止频率。

生物滤池中亚硝化过程的研究

实验采用生物滤池工艺对高氨氮下的亚硝化过程进行了研究，逐步优化运行，结果表明：DO为1．0mg／L，pH值为7．5～8．0，回流比为4时，系统可获得高效稳定的NO2^--N积累。

HPF与LPF的又一对偶关系

导出了HPF的通带截止频率fp与特征频率f0的关系式，并通过对比找到了HPF与LPF的又一对偶关系──通带截止频率的对偶关系，从而解决了文献[1]中未明确指出的问题。

GPU加速的支持交互式切割的柔性体实时变形算法

使用OpenGL和GLSL实现了GPU加速的柔性体实时变形算法。变形计算使用共旋线性有限元法,可以处理大尺度旋转情况。为了能够与交互式切割操作协同运作,GPU数据结构使用带激活标志的可变长线性数组。将切割过程中需要更新的单元分为"全肮脏"和"部分肮脏"两类,以此降低GPU数据的更新量。针对GPU不能完成发散操作的缺点,设计顶点相邻四面体信息数据结构和相应的切割更新算法,将力的发散操作变为聚合操作。使用四面体单元刚度矩阵高频模式过滤方法来提高稳定积分的时间步长,以此降低切割产生的退化单元对变形计算稳定性的负面影响。最后给出若干仿真测试的结果,对仿真效果和运行效率进行了分析。

MEMS高量程压阻加速度计侵彻双层钢靶性能测试

设计一种MEMS高量程压阻加速度计,利用其组成的弹体测试系统进行双层钢靶实弹侵彻试验,并获得完整的侵彻数据。利用Matlab数据处理软件对其进行处理,获得有效的侵彻数据。试验结果表明,弹体在整个发射、侵彻钢靶过程中,测试系统所测数据误差均小于10%,说明设计的MEMS高量程压阻加速度计性能稳定,可完全满足工程化应用要求,为研究双层介质侵彻特性及控制弹体在特定介质层的爆破技术提供参考依据。

HPF与LPF的又一对偶关系

导出了 HPF和 fp 与 fo的关系式 ,并通过对比找到了 HPF与 L PF的又一对偶关系——通带截止频率的对偶关系 。