发明名称 一种运用对偶计算准确识别超低频信号的方法
摘要 一种运用对偶计算准确识别超低频信号的方法,该方法首先对超低频信号进行工程采样,然后通过对离散傅里叶变换识别出采样信号频率的局部邻域;选取正弦函数和余弦函数作为基函数系,并将其离散化为向量系,构造出其对应的对偶基向量系;将采样信号与对偶基向量系做内积运算,在信号频率局部邻域中通过黄金分割法搜索其内积模峰值来准确诊断出实际信号频率,进而通过信号与对偶基向量做内积运算,计算出信号的幅值和相位。本发明对信号采样时间长度没有要求,可以小于一个波长,获得的是准确的信号频率、幅值和相位。该方法也适用于高频信号的准确识别。
申请公布号 CN104820131B 申请公布日期 2017.01.18
申请号 CN201510212782.X 申请日期 2015.04.29
申请人 江苏大学 发明人 赵晓丹;连海平
分类号 G01R23/177(2006.01)I 主分类号 G01R23/177(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种运用对偶计算准确识别超低频信号的新方法,其特征在于,步骤一,布置传感器,将传感器测量到的信号接入信号放大器,使用数据采集仪采集信号,采集的信号使用向量x标记,导入计算机进行信号识别;步骤二,对采样信号x进行离散傅里叶变换,识别出信号频率f的局部邻域<img file="FDA0001112273210000011.GIF" wi="523" he="135" /><img file="FDA0001112273210000012.GIF" wi="46" he="62" />是离散傅里叶分析中幅值最大对应的频率,Δf=f<sub>s</sub>/N为傅里叶分析的频率间隔,f<sub>s</sub>是信号采样频率,N是傅里叶变换的分析点数;步骤三,以<img file="FDA0001112273210000013.GIF" wi="46" he="62" />作为频率,选取正弦函数和余弦函数作为基函数系:<img file="FDA0001112273210000014.GIF" wi="581" he="86" />并以时间间隔Δt=1/f<sub>s</sub>进行时间上的离散建立向量系<img file="FDA0001112273210000015.GIF" wi="166" he="71" />步骤四,根据向量系<img file="FDA0001112273210000016.GIF" wi="134" he="71" />构造相对应的对偶基向量系<img file="FDA0001112273210000017.GIF" wi="179" he="71" />步骤五,将采样信号与对偶基向量系做内积运算,设定频率精度f<sub>e</sub>,通过黄金分割法在信号频率的局部邻域<img file="FDA0001112273210000018.GIF" wi="498" he="135" />内优化搜索内积模峰值<img file="FDA0001112273210000019.GIF" wi="459" he="111" />来获得信号的频率值f=f<sub>max</sub>,f<sub>max</sub>为黄金分割法以选定精度搜索出的信号频率值;步骤六,在获得信号频率值f后,可知<img file="FDA00011122732100000110.GIF" wi="323" he="55" />由此得<img file="FDA00011122732100000111.GIF" wi="264" he="71" /><img file="FDA00011122732100000112.GIF" wi="230" he="71" />计算得到c<sub>1</sub>,c<sub>2</sub>;根据<img file="FDA00011122732100000113.GIF" wi="519" he="62" />为常数,可以计算出信号的幅值和相位<maths num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>A</mi><mo>=</mo><mo>|</mo><msqrt><mrow><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>c</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>c</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt><mo>|</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA00011122732100000114.GIF" wi="990" he="125" /></maths><img file="FDA0001112273210000021.GIF" wi="1206" he="606" />最终准确识别出信号<img file="FDA0001112273210000022.GIF" wi="496" he="63" />
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