考虑高频损耗的ZPW-2000A轨道电路暂态响应分析

针对ZPW-2000A轨道电路高频损耗下暂态响应采用现有方法存在的计算难度大、耗时长的问题,提出在复频域内轨道电路接收端轨面电压的求解方法。首先,基于传输线理论,建立轨道电路传输线模型;其次,利用该模型及节点导纳法,得到节点导纳时域方程并对其进行拉普拉斯变换,考虑高频损耗后将复频域方程变换解耦,求得轨道电路接收端轨面电压复频域解;最后,采用傅里叶变换及Q-D算法,得到轨面电压时域解。在对求解方法进行验证的基础上,分析高频损耗、频率、分路电阻、调谐区状态和道床电阻等因素对轨道电路暂态响应的影响。结果表明:与时域有限差分法对比,求解方法的误差在8%以内,且计算耗时短;考虑高频损耗的轨道电路接收端轨面电压小于未考虑高频损耗;轨面电压降随分路电阻的增大而减小,而随道床电阻的增大而增大。求解方法可以准确、高效地分析高频损耗下ZPW-2000A轨道电路暂态响应,可为轨道电路的暂态响应分析提供理论参考。

船舶发电机组实验平台的模态特性

为提升船舶发电机组整机模态分析的效率,获得其动力学特性,在最小二乘复频域(PolyMAX)算法的基础上,提出了船舶发电机组整机的三维模型和计算模型,分别运用有限元分析软件和锤击实验进行计算模态和实验模态分析,得到船舶发电机组前6阶的固有频率和振型。结果表明,建立的有限元模型满足精度要求,其薄弱环节为发电机外壳、电动机外壳和轴系;类似发电机组整机的这种大型设备同样可以通过有限元方法获得其动力学特性。机组的一阶模态频率与激励的二倍频率相近,针对发生共振的情况,提出合理加装加强筋、肋板及增加机脚约束方式的改进方法和减振措施。

基于最小二乘法的变压器油纸绝缘频域介电谱法的研究

为了分析油纸绝缘系统的介电频谱与微水含量、温度之间的关系,在实验室搭建了频域介电谱法的测试平台。根据油纸绝缘系统的Debye弛豫模型,推导出了复电容实部与虚部的计算公式,并利用最小二乘法对测试数据进行曲线拟合,得到弛豫模型中的参数值,找出参数值的变化规律,并根据其来评估变压器的绝缘状况。结果表明:油纸复合绝缘系统复介电常数的实部和虚部都随温度和微水含量的增大而增大;温度和微水会影响等效模型中的参数,将弛豫参数的变化规律应用于变压器的状态评估有一定的可行性。

少模光纤通信系统中的自适应频域均衡算法

少模光纤模式复用存在模式耦合和差分模式时延,必须通过自适应均衡算法补偿。为了降低长距离少模光纤通信系统中自适应均衡算法的复杂度,采用基于变步长-频域块最小均方算法的多输入多输出均衡器对2×2模分复用系统解复用。利用频域块最小均方自适应算法修正均衡器权系数,并通过变步长函数调整步长因子,兼顾算法收敛速度和收敛性能。算法可通过快速傅里叶变换降低计算复杂度。在112Gbit/s的1000km少模光纤高速通信仿真系统中,保证相同收敛速度情况下,提高信号Q2因子3.7d B,并在可编程现场门阵列上验证了100km少模光纤通信系统时的算法性能。结果表明,该算法能够实现模分复用系统的信号解复用,达到快速收敛、低稳态失调的目的。

基于LMS工作模态测试的齿轮箱性能分析

基于LMS测试分析系统,对某试验齿轮箱进行工作模态测试和分析;采用最小二乘复频域法对齿轮箱各阶模态进行参数识别,并对工作模态分析过程中额外输入峰进行了辨识,剔除了谐波引起的虚假模态;通过对测试结果进行分析及讨论,发现齿轮安装偏心导致齿轮啮合频率及其谐波的分布;根据各阶模态振型的特性,对齿轮箱运行状况进行评价,提出对该齿轮箱结构设计的改进措施。

基于频域盲解卷积的机械设备状态监测与故障诊断

在频域盲解卷积(FDBD)模型的基础上,重点论述了其在工程信号特征提取中的关键技术:抑制循环—部分卷积误差的方法、次序不确定性的消除方法以及复数域盲分离算法的原理和应用。针对复杂环境或复杂机械设备结构中声、振信号的特征提取,全面综述了频域盲解卷积技术在机械设备状态监测和故障诊断中的研究现状,利用声学实验验证了其实际应用价值。最后指出了未来需要进一步研究的主要问题。

多子波分解与重构中子波的优选

在地震信号的多子波分解与重构中,子波类型与子波分辨率的选择是十分重要的。针对这一问题,首先计算了复数Paul子波和复数Morlet子波的时频谱,并讨论了频率域内子波宽度控制参数对频率域分辨率的影响;然后应用匹配追踪算法对实际地震数据进行多子波分解与重构,从理论上确定了控制复数Paul子波和复数Morlet子波频率域分辨率的最佳子波宽度,对两种子波分解重构地震剖面的差异性进行了对比分析。理论和实际计算结果表明:复数Paul子波与复数Morlet子波的分辨率和频谱能量分布有所不同,在实际应用中需针对不同的研究目的选择不同类型的子波。基于复数Paul子波的重构剖面保留了更多的低频能量,适用于反射同相轴连续的地下构造研究;基于复数Morlet子波的重构剖面高、低频频谱差异大,更适用于地震波吸收衰减研究。

基于最小二乘法和时频原子变换的谐波/间谐波测量算法

提出了最小二乘法与时频原子变换相结合的谐波/间谐波测量方法。应用最小二乘法对整个测量频段扫频,获取谐波/间谐波分量的个数和大致频率。依次对各个分量跟踪配置时频原子变换对应的带通滤波器,精确测量其频率和幅值。时频原子变换是具有自适应复带通滤波特性的新型时频分析方法,其频窗宽度与频窗中心相互解耦,可以灵活调整而不受窗函数中心频率的限制。通过构造频窗互不交叉的复带通滤波器来抑制频率邻近分量之间的干扰,同时能在非同步采样条件下抑制基波频率波动对测量精度的影响。仿真结果表明该方法具有测量精度高、计算量小、抗噪性能好等优点。

模糊聚类法在试验模态参数识别分析中的应用

为了搜索系统的真实极点,将模糊聚类理论引入试验模态参数分析。根据极点之间内在的亲疏关系,将其合理地聚为若干类,搜索每一类的最佳极点,即系统的真实极点,在稳态图中自动完成真实极点的选择。该方法能够避免人为因素造成的识别误差,提高识别结果的可信度。在正交多项式曲线拟合和多参考点最小二乘复频域识别系统中引入该方法,实现了稳态图中极点的自动选择,提供了真实极点选择的一种新思路。通过仿真和实验证明了模糊聚类法对极点选择的可行性和稳定性。

非整数阶系统频域辨识的递推最小二乘算法

非整数阶系统辨识方法是建立非整数阶系统模型的一种重要工具.本文提出了一种非整数阶系统频域辨识的最小二乘递推算法.给出了算法的详细推导,并用已知系统验证了算法的有效性.结果表明该算法是整数阶系统辨识的最小二乘递推算法的推广.使用此算法,不但能辨识整数阶系统,还能辨识非整数阶系统.

改进的变步长频域批处理LMS算法

现有的单载波频域均衡技术中的定步长频域批处理LMS(Frequency-DomainBlockLeastMeanSquare,FBLMS)算法,在收敛速度和稳态误差之间存在矛盾。针对这个问题,基于对变步长LMS算法的研究分析,提出了一种新的改进的变步长频域批处理LMS自适应滤波算法,通过变步长因子以及频域权系数抽头泄漏能很好地协调收敛速度和稳态误差之间的矛盾,并且还具有较低的算法复杂度的特点。通过Matlab对提出的新算法进行计算机仿真验证,结果表明该算法有较好的收敛速度和较小的稳态误差。

分数阶系统的迭代最小二乘辨识算法

针对等比例阶次的分数阶系统的特点,提出了一种分数阶系统频域辨识的迭代最小二乘算法,并将运算数据的实部和虚部分离计算引入辨识过程,简化了计算的复杂度。此算法是整数阶系统辨识频域最小二乘算法的推广。通过无噪声和有噪声两种情况下的仿真实验,证明了该算法的有效性。

基于模糊聚类的模态参数自动识别

多参考点最小二乘复频域法(p-LSCF)是近几年来提出的宽频带模态参数识别算法,该算法在抗干扰能力、识别密集模态、以及处理大阻尼复杂结构方面具有非常好的特性。区分真实极点与计算极点是该算法中非常重要的一步,这项工作通常是借助于稳定图由人工来完成。对于复杂结构,这个过程尤其繁琐并且耗时。模糊聚类分析已经在多个领域得到了成功的应用,通过将模糊聚类作为自动分析稳定图的工具引入到模态分析中,实现了模态参数的自动识别。

最小二乘复频域法实复系数矩阵的分析

最小二乘复频域法是近年来提出的频域模态识别的方法,该方法在强阻尼、弱阻尼下都具有很好的识别结果。依据最小二乘复频域法的理论与方法,其系数矩阵有两种形式:实系数矩阵形式、复系数矩阵形式。利用Matlab对最小二乘复频域法进行编程,并编制交互式的软件界面。指出最小二乘复频域法在两种系数矩阵下的参数设置,以及系统极点的求解修正公式。通过对铝板的实验分析,表明在两种系数矩阵下分析结果的一致性,并且复系数矩阵具有更好的数值条件,同时验证了程序的正确性。

水力旋流器模态测试与振动特性分析

应用LMS测试分析系统对水力旋流器进行模态测试和分析。采用最小二乘复频域法对水力旋流器各阶模态进行参数识别,得到水力旋流器在空管、充液和工作状态下的固有频率和振型。水力旋流器的特点是其固有频率按照空管、充液和工作状态的顺序及随着入口速度增大逐渐降低,结构的最大响应位置在小锥段与尾管的交汇处,这既是旋流器的薄弱部位,也是影响旋流器工作性能的潜在因素,设计者应在设计中给予重视。

新的变块长频域批处理LMS算法

针对传统的频域批处理LMS(Frequency-domain Block Least Mean Square,FBLMS)算法在收敛速度和稳态误差之间存在矛盾的问题,不同于变步长LMS算法,提出了一种新的变块长频域批处理LMS算法,采用自适应改变的批处理块块长的方法来协调解决这个矛盾。通过Matlab对提出的算法进行计算机仿真,结果表明相比于传统的FBLMS算法,新算法具有更快的收敛速度和更小的稳态误差。

等式约束FIR滤波器设计的投影最小二乘算法

本文考虑具有频域和时域等式约束的FIR滤波器设计问题 ,提出一个非常有效的新算法———投影最小二乘算法 .该算法由两部分组成 ,前一部分产生一个解析的最小二乘解 ,后一部分将此解逐次投影到每个等式约束上 .该算法有两个显著特点 :一是目标函数的Hessian矩阵不要求正定 ;二是由于采用平方根因子分解来计算增广Hessian矩阵及投影算子矩阵 ,算法具有很好的数字稳定性 .以此算法为核心构成了一个迭代算法 ,用于实现FIRNyquist滤波器的minimax设计 .

一种基于小波变换的最小二乘复频域法的改进方法

针对应用最小二乘复频域法处理含有大阻尼、模态密集频带的频响函数时,难以快速、准确处理其中密集耦合模态的不足,提出了利用小波变换的带通滤波器特性对其进行改进的方法。该改进方法通过分析频响函数,搜索出应用原方法无法提取的密集耦合模态,对其选定合理的小波尺度因子进行小波变换分析,实现快速、准确的模态解耦和参数提取。最后通过对频响函数中含有大阻尼、模态密集耦合频带的8自由度系统进行仿真研究,验证了这种改进方法的正确性和优越性。

单载波频域常模盲均衡算法

通过将信号时域常模特性转化为频域常模,提出一种单载波系统频域常模盲均衡算法,解决了常模算法在频域中无法实现的问题。算法复杂度表明,该方案计算量明显低于宽带系统时域子空间分解方法,且相比于现有文献[6]中的单载波系统常模盲均衡算法,其复杂度也大为降低。文中,常模算法从时域到频域的转换是基于输出信号幅值收敛为1的特性而得,因此变换条件(8)成立,故而时域到频域的转换不会影响算法误差性能,仿真实验结果证明了这一点。

一种基于矢量加速的变步长频域最小均方算法

针对现有变步长频域批处理最小均方(VSFBLMS)算法收敛速度慢的问题,提出一种基于矢量加速的VSFBLM S算法。利用VSFBLM S计算得到的基本步长参数对当前收敛阶段进行判断,并根据收敛阶段分别在前期和后期选择较大和较小迭代次数的权值更新公式进行系数更新,从而加快算法前期的收敛速度并保证后期失调量较小。采用基于自适应滤波器噪声抵消模型进行算法性能测试,结果表明,相比VSFBLMS算法,该算法的收敛速度有较大提高,且在后期具有与VSFBLMS算法趋于一致的失调量。