離散頻譜校正新方法及其抗干擾性能研究.pdf

1、離散頻譜分析技術廣泛應用于機械設備故障診斷、振動分析、通信工程、自動控制過程，以及雷達、聲吶、遙測、遙感、圖像處理、語言識別、石油勘探、海洋資源勘測和生物醫(yī)學工程等各個領域。由于離散頻譜的泄漏效應和柵欄效應，在頻譜分析中頻率成分的頻率、振幅和相位參數(shù)常常產生較大的誤差。實際上，頻譜分析的結果在工程應用中往往只能定性而不能定量地分析和解決問題，這大大限制了頻譜分析技術在各個領域的使用。因此，研究如何提高頻譜分析方法的精度使其更加精確的反應

2、信號或系統(tǒng)的特征是現(xiàn)代信號處理的主要任務之一。
　　離散頻譜校正技術是為了克服傳統(tǒng)頻譜分析精度不高的一種校正技術，它通過加窗后的離散頻譜譜線的幅值或者相位的關系來對各個頻率成分的參數(shù)進行校正，以期得到較為精準的頻譜參數(shù)。在實際工程中，離散頻譜校正技術已廣泛應用于電力系統(tǒng)諧波分析、電參量測量、雷達測速、發(fā)動機扭轉信號處理和激勵力識別、旋轉機械故障診斷等工程領域。因此，離散頻譜校正技術的研究和發(fā)展有著重要的工程價值。
　　本文以

3、快速傅里葉變換和離散頻譜分析技術為出發(fā)點，以提高離散頻譜分析技術精度為目標，在深入研究了傳統(tǒng)的離散頻譜校正算法和系統(tǒng)地分析了影響離散頻譜校正算法精度的各種因素的基礎之上，針對目前頻譜校正算法存在的問題，提出了新的離散頻譜校正算法。
　　首先，本文提出了基于非對稱窗函數(shù)的離散頻譜相位差校正方法。該方法不同于傳統(tǒng)的相位差法需要兩段不同的數(shù)據(jù)取得相位差，而僅通過對同一段數(shù)據(jù)加不同的非對稱窗(或者一個對稱窗和一個非對稱窗)就可實現(xiàn)對頻率、

4、相位和幅值的校正。繼而提出了窗函數(shù)重心的概念來闡釋相位差法的基本原理，在理論上進一步揭示了相位差法有效性的根本原因。推導了窗函數(shù)重心與窗函數(shù)相位的線性分量之間的關系。本文系統(tǒng)地總結了非對稱窗函數(shù)的構造方法，并提出了非對稱窗函數(shù)的伸縮構造法。該方法可以連續(xù)調節(jié)非對稱窗函數(shù)特性。此外，還詳細研究了非對稱窗函數(shù)的幅值和相位特性，比較了對稱窗函數(shù)和非對稱窗函數(shù)的特點。
　　其次，針對傳統(tǒng)插值法對于窗函數(shù)依賴性的問題，結合漢寧窗函數(shù)的特點和

5、主瓣擬合技術，提出了新的三譜線幅值插值法。該方法適用于所有的經典窗函數(shù)，解決了一般窗函數(shù)的插值校正算法的問題。新的三譜線幅值插值法還具有很強的容錯(插值方向錯誤)能力，在大噪聲下顯示出更強的穩(wěn)定性。
　　另外，本文還深入討論了負頻率干擾對頻譜校正的影響。推導了負頻率成分對譜線干擾的數(shù)學表達式，定量地分析了負頻率干擾的大小，證明了復譜線實部之比、虛部之比都是具有相位無關性。根據(jù)實部比值和虛部比值的特性，提出了具有抗鏡像干擾的頻譜校正