飞行器参数动态采集降噪技术研究

针对飞行器测试过程中动态数据采集存在大量噪声干扰,设计了硬件与软件相结合的噪声优化解决方案。通过分析π型滤波电路原理,设计相关参数,搭建π型CRC无源滤波电路,从硬件层面解决了信号受纹波干扰导致的失真问题;通过在FPGA中进行理论仿真,设计递推平均滤波器,从软件层面解决了信号受尖峰脉冲噪声干扰导致的信号可靠性降低的问题。经过实验验证,该噪声优化方案可以大幅降低噪声峰峰值。经过优化后的采编器完成了多次高低温和振动试验,性能稳定可靠,目前已经应用在某飞行器大型地面试验中。

基于活动性检测动态估计噪声的心音降噪算法

针对基于小波分解和最优改进对数幅度谱估计的心音降噪算法存在噪声残留和心音失真的问题,提出一种基于心音活动性检测(HSAD)动态估计噪声的心音降噪算法。通过设计的HSAD判断当前心音帧是否为基础心音帧(FHS),根据判断结果分别采用改进最小值控制递归平均(IMCRA)算法和递归平滑算法对噪声功率进行动态估计与更新,采用非因果先验信噪比,实现心音信号的降噪。实验结果表明,提出算法能更好在提升降噪性能的同时,降低FHS的失真。

多参数水质检测智能传感器信号处理及建模

针对多参数水质检测中智能传感器易受到环境、噪声、光源等干扰因素的影响,提出一种结合递推平均滤波算法和小波变换算法的传感器信号处理方法.该方法利用递推平均滤波算法对传感器输入信号的周期性干扰因素进行预处理,并利用小波变换算法进一步减少传感器信号的噪声.小波变换算法能够通过伸缩和平移来细化采集信号,以此实现对时频的局部化处理,最终达到对高频部分进行时间细化、对低频部分进行频率细化的目的.实验结果显示,在同样的阈值条件下,降低噪声的数量越多,对噪声的抑制作用越显著.由此验证了所提方法的有效性.

光伏板清扫机器人行走机构静力学分析

光伏板清扫机器人行走机构两侧结构对称,由行走同步带、同步带传动机构、辅助支撑轮机构和行走机构支撑架等组成,行走机构支撑架是行走机构的重要组成部分.运用SolidWorks对行走机构支撑架进行建模和简化,通过有限元分析软件ANSYS Workbench对其进行静力学分析,计算出最大变形为0.04 mm、最大应力为31.12 MPa,能够满足使用设计要求,可为后续优化设计提供参考.

A Low Complexity Linear Moving Average Filtering Technique for PAR Reduction in OFDM Systems

In this paper, a linear moving average recursive filtering technique is proposed to reduce the peak-to-average power ratio (PAR) of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals. The proposed low complexity technique is analyzed in an oversampled OFDM system and a simple distribution approximation of the oversampled and linearly filtered OFDM signals is also proposed. Corresponding time domain linear equalizers are developed to recover originally transmitted data symbols. Through extensive computer simulations, effects of the new filtering technique on the oversampled OFDM peak-to-average power ratio (PAR), power spectral density (PSD) and corresponding linear equalizers on the frequency selective Rayleigh fading channel transmission symbol-error-rate (SER) performance are investigated. The newly proposed recursive filtering scheme results in attractive PAR reduction, requires no extra fast Fourier transform/inverse fast Fourier transform (FFT/IFFT) operations, refrains from transmitting any side information, and reduces out-of-band radiation. Also, corresponding linear receivers are shown to perform very close to their frequency domain counterparts.

随钻动态测井过程中加速度信号提取研究

在瓦斯抽采过程中,为了提高钻孔轨迹的测量精度,通常采用实时动态测量,然而钻具破岩造成的强振动和强冲击使得随钻测量系统中的三轴加速度计信号严重失真,无法精确测量钻具姿态。钻具钻进时X、Y轴方向的加速度计信号为周期信号、Z轴为直流信号,且陀螺仪对振动不敏感,因此,提出基于互相关算法和限幅递推平均滤波算法的加速度计信号提取方法。根据陀螺仪信号得出工具面角计算方程,使用傅里叶变换提取出参考信号,通过X、Y轴方向加速度计信号与参考信号的互相关运算,得到对应方向上的重力加速度分量,使用贝塞尔滤波和限幅递推平均滤波进行Z轴方向加速度计信号二次滤波,完成重力加速度的提取。仿真结果表明,井斜角的测量误差平均小于0.5°,动态测量精度得以提高。

改进粒子群优化超限学习机的调制信号识别

针对现有算法在信噪比较小条件下对调制信号识别精度较差的问题,提出一种基于改进粒子群优化超限学习机的调制信号识别算法。以调制信号的高阶累积量为基础构建4种特征参数,并根据多进制相移键控(Multiple Phase Shift Keying,MPSK)信号的相位特性引入归一化瞬时相位平均值和递归归一化瞬时相位平均值特征两个特征参数,构建调制信号的6种特征参数的数据集。利用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化超限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)算法的神经网络结构,动态调整PSO算法中的惯性权重,以提升算法的识别性能。采用所提算法对7种调制信号进行识别,实验结果表明,当信噪比大于2 dB时,所提算法对7种调制信号的识别正确率均达到100%。与相关算法相比,所提算法的识别效果较佳且更具有稳定性。

基于线性阵列的纱线直径与毛羽测量方法

基于线性阵列测径技术,利用线阵CCD激光传感器研究纱线直径测量和毛羽估计方法。提出了纱线直径线轮廓特征信号的递归平均滤波算法和直径像素坐标获取的线性插值方法。设计了非接触式实时测量系统,并制定实验方案。通过仿真实验验证了递归平均滤波算法,分析了不同浮动阈值对直径像素的影响及子片段毛羽与直径的变化。仿真结果证实了纱线直径获取算法的有效性、测量系统的可行性和测量结果的良好再现性,且系统能够精确测量纱线直径和估计毛羽率,实现了数据分析过程自动化与实时化。

基于听觉掩蔽效应的多频带谱减语音增强方法

为了减小传统谱减法引入的音乐噪声,提出了一种将多频带谱减和听觉掩蔽效应相结合的语音增强算法。用加权递归平滑的方法估计噪声的功率谱,对带噪的语音信号进行多频带谱减,计算听觉掩蔽阈值,再根据掩蔽阈值动态地调节谱减因子,通过增益函数得到增强后语音信号的频谱。仿真实验结果表明,与传统的谱减法相比,该算法在信噪比较低情况下,背景噪声和残余噪声得到了有效的抑制,语音信号的清晰度和可懂度也有了明显提升。

日盲紫外图像的降噪

紫外成像技术已广泛应用于各个领域,但紫外图像中的噪声严重影响了图像的质量。分析了日盲紫外图像的噪声特点,采用多帧平均方法和时域递归滤波算法对日盲紫外图像的噪声进行了处理。仿真实验表明:这两种算法均可用于紫外图像的降噪处理,提高了图像的信噪比,特别是时域递归滤波算法。

基于ARM的便携式数据采集存储系统设计

文中设计了一种以STM32F103ZET6为核心的便携式数据采集存储系统,通过移植实时操作系统ARTX对各个任务进行调度,实现数据的采集、存储、传输,并在TFT(Thin film transistor)触摸屏上显示波形,在LabVIEW编写的上位机中,用递推平均滤波算法将接收到的数据处理后进行存储和显示。实验结果表明:该系统可以对频率为20 kHz以下的各种信号进行采集处理,具有较强的抗干扰能力和友好的人机交互功能。

初始温度和制动压力对鼓式制动器制动性能影响的试验分析

以某轿车的后轮鼓式制动器为研究对象,在制动器惯性实验台上对其平均制动器因数进行测试研究。在初始制动速度一定的情况下,考虑初始温度和制动压力2个主要影响因素,通过正交实验和二次正交回归方法,得到该制动器的平均制动器因数随初始温度和制动压力的变化表达式。

基于模型性能评估的递推PLS建模及应用

为了降低递推部分最小二乘(RPLS)建模方法的模型校正频率,开发了一种基于模型性能评估的RPLS(MPA-RPLS)模型。首先,根据过程的初始特性,自动生成模型的置信限,以均方根误差(RMSEP)为性能指标,评估模型性能;依据模型性能的评估结果,选择性地启动模型校正和置信限校正。然后,引入滑动平均滤波器消除过程变量中的噪声,探讨噪声对模型性能的影响程度。最后,将MPA-RPLS模型应用于一个化学反应过程——C8芳烃临氢异构化过程,基于大量工业数据,进行仿真验证。仿真结果表明:本文开发的模型仅以微小的精度损失换取了模型计算效率的大幅提高(即模型校正频率大幅下降);滑动平均滤波器可有效地处理变量的噪声,改善模型的预测精度。

基于改进谱平滑策略的IMCRA算法及其语音增强

噪声谱估计算法在单通道语音增强方法中起着重要作用,为了改善噪声谱估计算法对噪声的估计和更新能力,结合最小统计(MS)算法,对改进的基于控制的递归平均(IMCRA)噪声谱估计算法的递归平均参数进行改进,并用一阶递归的方式对平滑功率谱的最小值进行改进。采用谱减法对含噪语音信号作去噪处理,从客观和主观两方面对不同算法的性能进行评价,对比分析不同噪声不同信噪比下增强前后语音的分段信噪比(segSNR)、PESQ得分、MOS得分。实验结果表明,提出的方法能够更好地跟踪噪声信号变化,改善语音质量。

二维直方图θ-划分最大平均离差阈值分割算法

鉴于常用二维直方图区域直分法存在错分,最近提出的斜分法不具普遍性,而基于L1范数的最小一乘准则比最小二乘准则更为合理且简捷,提出了适用面更广的基于二维直方图θ-划分和最大类间平均离差的图像阈值分割算法.首先给出了二维直方图θ-划分方法,采用4条平行斜线及1条其法线与灰度级轴成θ角的直线划分二维直方图区域,按灰度级和邻域平均灰度级的加权和进行阈值分割,斜分法可视为该方法中θ=45°的特例;然后导出了二维直方图θ-划分最大类间平均离差阈值选取公式及其快速递推算法;最后给出了θ取不同值时的分割结果及运行时间.θ取较小值时,边界形状准确性较高,θ取较大值时,抗噪性较强,应用时可根据实际图像特点及需求合理选取θ的值.与常规二维直方图直分最大类间方差法及最大类间平均离差法相比,所需运行时间相近,但本文提出的方法所得分割结果更为准确,抵抗噪声更为稳健,且存储空间也大为减少.

角度加权对动态光散射信号噪声影响的抑制作用

在动态光散射技术中,光强自相关数据中信号噪声对测量结果的影响,主要取决于颗粒粒度反演算法。在多角度测量时,角度加权则成为左右噪声对测量结果影响的又一重要因素。本文在多角度动态光散射角度加权机理分析的基础上,研究了光强均值和迭代递归角度加权方法对测量信号噪声影响的抑制作用。结果表明,无信号噪声时,对于单峰小粒度分布,迭代递归方法加权对小颗粒粒度分布略有展宽;对于中、大颗粒,光强均值法进行角度加权所得的峰值误差略有增大;随着噪声的增加,迭代递归法加权所得反演结果的性能指标无显著变化,而光强均值法进行角度加权所得结果的峰值误差和分布误差均呈显著增大的趋势。306/974 nm标准双峰颗粒体系光强均值法和迭代递归法的反演峰值误差分别为0.170/0.121,0.092/0.097,迭代递归法峰值位置更准确,能够验证模拟数据的结论。迭代递归法通过各个散射角逐次反演和比较粒度分布重新计算角度权重,这种通过角度权重更新的“修正”作用,在很大程度上抵消了噪声导致的粒度分布误差,从而显现出抵御噪声影响的“去噪”性能。因此,在测量噪声较大的环境下,宜采用迭代递归方法进行多角度加权。

改进型限幅递推平均滤波法在燃油表中的应用

汽车在颠簸、急加速、急减速、急转弯等工况时,油箱油液面会产生急剧变化,导致采集到的油量数据有较大的误差,从而降低燃油表指示准确性和平稳性。针对以上问题,提出限幅滤波、递推平均滤波相结合的滤波方法;该改进滤波算法能更好地滤除信号中的偶然尖峰脉冲干扰及周期性干扰;同时结合滤波参数寻优算法,确定了递推平均滤波最优参数。利用MATLAB进行仿真。仿真结果表明,所提出的改进型滤波算法能更好地滤除油量信号中的干扰信号,提高了油量数据的准确性和平滑性;还保证了燃油系统数据处理的实时性,满足燃油系统的设计要求。

基于DSP的电子天平称重单元设计

设计一种以DSP微处理器TMS320VC5502为信息处理核心的高精度电子天平称重单元。简述了电子天平的称重测量原理,给出了基于DSP的数据采集电路。采用加权递推平均滤波算法,保证测量的准确度和稳定性;建立了适合于称重数据变化判断的多级阈值判别方法,提高了电子天平的响应速度。实验表明:采用该方法的电子天平称重单元稳定性好、灵敏度高,满足了量程为210 g、精度为0.1 mg的电子天平设计要求,且最大允许误差不大于0.3mg。

一种改进的逐次递推解模糊方法

针对通道相位噪声较大条件下干涉仪测角算法存在解模糊出错的问题,提出了一种基于相位差矢量平均的逐次递推解模糊改进方法.该方法通过对多次测量的各级相位差测量值进行矢量平均,利用矢量平均后的相位差估计值进行逐次递推解模糊测角运算.通过矢量平均降低通道间相位噪声的影响,提高解模糊过程中各级相位差的估计精度,从而达到即使在通道相位噪声较高的条件下也能够正确解模糊.计算机仿真结果验证了该算法的有效性.

改善后轮独立驱动汽车过弯效率的转矩分配控制

针对分布驱动式电动汽车在转矩分配上较少研究转矩横向分配对驱动车轮滑转率的抑制作用及其对过弯性能的改善这一问题,利用其各轮转矩独立可控的性能优势,提出了一种基于轮胎纵向刚度估计和最佳滑转率识别的转矩定向分配控制方法,以降低驱动轴平均滑转率.根据轮胎与路面的简化附着特性,理论上分析了转矩定向分配能够降低轴平均滑转率的原因.采用递归最小二乘法(RLS)设计了轮胎纵向刚度估算器,并基于已估算的轮胎纵向刚度,以及在线识别的车轮的最佳滑转率制定了转矩定向分配控制策略.仿真试验结果表明,提出的转矩定向分配控制策略可以有效地减小驱动轴的平均滑转率10%以上,而且还能够减小过弯时驾驶员的方向盘转角输入约14%,实现了提高过弯效率和改善转向机动性的双重目的.