相干函数

摘要： 声学回声消除中存在的双端讲话情况会导致回声消除器的性能发生恶化,而传统的双端话音检测及其控制算法无法有效应对双讲。针对这一问题,提出一种根据频谱信扰比(近端话音功率谱值和回声功率谱值之比)调整自适应步长的方法。为减少计算量以及降低处理时延,采用分段频域块最小均方(Partitioned frequency block least mean square,PFBLMS)算法作为自适应滤波算法,因而系统的自适应步长在频域上进行调整。首先建立频谱信扰比和相干函数之间的关系,通过计算出的相干函数值得到步长因子,最后根据步长因子实时调整每个频点的自适应步长。此外,还结合双滤波器和稀疏控制算法进一步提高系统的鲁棒性和收敛性能。仿真实验表明,该系统在双讲状态下依然能够保证良好的回声抑制能力,并能够及时跟踪回声信道的变化。相比于基于归一化互相关函数的双端话音检测算法以及开源项目Speex中的回声消除算法,系统在双讲情况下的回波抑制比(Echo return loss enhancement,ERLE)和语音质量得分(Perceptual evaluation of speech quality,PESQ)均有所提高。

摘要： 为了获取特定巡航工况下飞机外表面湍流边界层噪声以及发动机噪声的频谱和声压级,在机体外表面安装表面声压传感器进行测量,根据传感器数据之间的相干关系,采用湍流边界层噪声分离技术将湍流边界层噪声与发动机噪声从总的声载荷中分离出来。采用Robertson模型计算与飞行试验相同的巡航状态下湍流边界层噪声频谱,并与飞行试验结果进行对比。结果表明:在巡航状态下,对于机体外表面总的声载荷,湍流边界层噪声的贡献量大于发动机噪声的;在中心频率为20~10000 Hz时,采用Robertson模型得到的湍流边界层噪声频谱与飞行试验结果的1/3倍频程谱曲线趋势较为吻合,总声压级相差约2 dB。试飞结果验证了该噪声试验及分离技术具有良好的应用效果。

摘要： 基于四立柱的台架试验是整车开发过程中可靠性评价的重要方式,当前以试验场整车载荷采集-路谱迭代的试验方式需要对每一个车型均进行实车载荷测量,存在试验周期长且产品可靠性不足时改进成本高等问题。以同一试验场可靠性规范下不同车型载荷相似性基础,开展整车四立柱台架试验载荷谱的标准化研究。分析四种车型整车四立柱台架试验载荷特征,确定各路况下不同车型同一车轮在时域、频域及损伤域的相似性,左右轮载荷时域相关及频域相干、前后轮载荷间时延特征;以同一车轮的功率谱密度分布拟合,选取覆盖一定百分位水平的功率谱作为目标重构单侧车轮时域载荷信号;综合相关和相干特征构造对侧车轮时域载荷历程;基于前后车轮时延特征,构造后轮载荷历程,最终形成整车四立柱台架试验标准化载荷谱。通过对比标准化载荷谱和实测道路谱的时域、频域、雨流、损伤,分析标准化载荷谱的合理性,以某SUV实际台架试验进行实际验证。结果表明,构造的标准化载荷谱有效复现试验场载荷下的失效情况,可为整车可靠性的快速验证提供有效手段。

摘要： 传统周期图法求解地震动相干函数时需要进行功率谱的人为加窗平滑,且仅能考虑记录两两之间的空间相关性。针对以上缺陷,该研究采用多维自回归(autoregressive,AR)模型代替周期图法进行相干函数计算,并从多个方面对其合理性加以评估和验证。首先以中国台湾SMART-1台阵数据为算例,对比AR模型以及周期图法计算相干函数的结果,从记录的重构效果、功率谱和相干函数等多个角度讨论了不同维度下AR模型的计算结果差异。最后通过采取对已知台站记录进行空间多点地震动模拟,与目标地震动对比,探讨不同维度下AR模型求解地震动空间相干函数的合理性。结果表明:不同维度下的AR模型均可实现对强震动加速度记录的精确重构,但是维度的不同会导致传递矩阵的差异,进一步影响功率谱及相干函数的计算结果;对于彼此间距较小的内环台站记录,不同维度AR模型下所求的功率谱和相干函数差异较明显。基于三维AR模型所求相干函数得到的模拟地震动与目标地震动在时程和功率谱上均较周期图法更为接近。随着记录台站间距的增大,彼此相关性减弱,AR模型维度对相干函数和结果的影响减弱,此类工况采用多维AR模型计算相关函数得到的空间地震动效果并未优于传统周期图法。

摘要： 采用SMART-1台阵第5次和第45次地震的水平向分量加速度记录,首先计算了不同间距台站对的地震动空间相干函数;然后讨论了台站距离对相干函数拟合结果的影响,即某一特定距离的相干函数与所有不同距离的相干函数的拟合结果存在明显差异。为减小这一差异,提出了一种对各个不同距离的相干函数拟合参数进行二次回归的方法,并选用Loh相干函数模型进行了验证,最后给出了基于Loh相干函数模型的拟合参数的修正结果。结果表明本文提出的修正方法将大大提高相干函数模型中参数的拟合精度。

摘要： 支承动刚度是研究转子-支承系统稳定性、临界转速、振型和不平衡响应等动力学特性的一个重要参数。通过介绍航空发动机全静子机匣状态一支点轴承座动刚度试验,阐明了试验原理及数据处理方法,分析了一支点轴承座动刚度的共振和反共振特性,拟合出动刚度与频率的函数表达式。利用动刚度与整机振动幅频特性,对比分析、判断了整机振动峰值与支撑动刚度的因果关系。研究所用方法和所得结论,可为航空发动机支点动刚度试验及动力学计算提供经验和依据。

摘要： 地震动具有多维性,如何合理建立多维地震动是复杂工程结构精细化抗震分析的基础。首先,以1 766组实测多维强震记录为依据,建议了一类多维地震动的迟滞相干函数模型;其次,研究地震动平动分量在幅值、持时及频谱之间的关系,建立了多维地震动的演变功率谱模型;最后,基于本征正交分解的随机向量过程降维方法,实现了仅用两个基本随机变量即可有效模拟多维地震动过程。数值算例表明,降维方法生成的多维地震动代表性时程具有良好效率,且平动分量的相干性、反应谱以及幅值谱均与实测记录拟合一致,验证了多维地震动降维模型的精确性和工程适用性。同时,采用降维方法生成的多维地震动代表性时程具有赋得概率,并构成一个完备的概率集,可与概率密度演化理论相结合,进而为复杂工程结构抗震可靠性精细化评价提供有效途径。

摘要： 将主余震型地震动视作一个随机向量过程,基于实测强震记录进行建模,实现了主余震向量过程的降维模拟。首先,根据条件筛选了488组主余震型实测强震记录,并计算每组主震与余震的相干性,据此建议了一种主余震相干函数模型;其次,应用最佳平方逼近对主余震向量过程的演变功率谱模型进行参数识别,并求得了每个参数的均值;最后,基于本征正交分解(POD)方法,通过引入随机函数的降维思想,实现了主余震向量过程的降维模拟。算例表明,生成的主余震代表性时程具有良好的相干性,且与实测记录拟合一致,验证了主余震相干函数模型的正确性。同时,生成的主余震代表性时程集合的精度较高,且频谱信息与实测记录拟合较好,验证了降维模拟方法的有效性。

摘要： 提出了一种双麦克风降噪方法。该方法基于相干函数和应用卡尔曼滤波的仿生小波变换。将卡尔曼滤波器用于输入信号,应用仿生小波变换从而得到仿生小波系数。所采用的方法可以在不同的噪声场景下使用两个排列紧凑的麦克风处理带噪信号,在语音质量评价、谱图分析和时域波形等方面优于其他双通道语音增强方法。

摘要： 本研究主要讨论地震动空间变化的随机描述.首先给出了基于密集地震台阵记录估计相干函数的方法,并对计算中需要关注的问题给出了相应的解释;然后对现有的经验和半经验相干函数模型的建立进行了详细的梳理,并对模型在工程应用中的适用性、有效性和局限性进行了讨论;最后通过对比分析不同相干函数模型对场址地震动空间相关性的模拟结果,对相干函数模型的选择提出了建议.

摘要： 在结构动力学模态参数识别中,频响函数是频域法参数识别算法的基本数据,而时域参数识别算法要用到的脉冲响应也是通过频响函数FFT逆变换而得到,频响函数的精度直接关系到参数识别的精度.在电子、通信等其他领域,频响函数也有广泛的应用.目前普遍采用的以FFT算法为基础的求频响函数算法,具有计算速度极快的显著优点,但只有在周期性激励,引起的响应也是周期性的,且分析长度具有相同的周期时,此算法才是精确的.现实中,周期性激励的条件很难满足,频响函数的计算含有周期性假设引起的误差,这种误差在数据很短的连续激励时,会导致参数无法识别的严重后果;对于多次触发试验,需要激励十几次才能得到稳定的相干函数.周期性假设引起的误差是目前求频响函数算法的一个严重缺陷,这一缺陷目前没有引起足够的重视,甚至许多人都没有意识到这一缺陷的存在,更不清楚其产生的原因.本文提出的新算法,仍以FFT为基础,只是对计算模型稍作改进,在计算速度稍微降低的前提下,可消除周期性假设引起的误差.对于新算法,传统的相干函数定义不再适用,本文提出了一种具有直观物理意义的新相干函数定义,可用来衡量任意算法得到的频响函数的精度.采用新算法,对于多次触发求频响函数的试验,一次触发即可得到稳定的相干函数;对于连续激励,可以考虑初始响应对频响函数的影响,试验时间可大大缩短.新算法适用于多输入多输出(MIMO)的计算模式.对于连续激励主频动态变化的模态参数识别试验,新算法更是具有不可替代的作用.

摘要： 在日常生活中,人工耳蜗、助听器等听力辅助设备的效果总是会受到方向性干扰噪声的影响.本文提出一种基于相干函数的双麦克风语音增强算法来解决这一问题.首先计算出两个麦克风所拾取到信号的复相干函数,利用复相干函数的特性来构造滤波器滤除方向性干扰噪声,从而增强位于正前方的语音信号.仿真实验结果表明,本文方法能明显地抑制方向性干扰噪声或语音带来的影响.

摘要： 相干函数是描述空间两点脉动风时空相关性的重要参数,各国学者提出了多种相干函数的表达形式,主要可分为与频率相关和与频率无关两大类。本文基于随机振动理论在频域内推导了高层结构风振响应的无量纲化解析表达式,着重探讨了相干函数频率项考虑与否对结构风振响应分析结果的影响。在此基础上,分别针对柔性结构、中等刚性结构及刚性结构,进行相干函数频率项对结构风振响应影响的定性分析,给出定量指标,并对我国荷载规范给出的脉动影响系数ν进行修正。研究结果表明,采用不考虑频率项的相干函数较考虑频率项的风振响应计算简便,但在工程应用范围内,其计算结果偏大;其中,背景响应相对增量小于10％,共振响应与结构类型有关,大致为50～250％,总响应大致为50％。对我国荷载规范给出的脉动影响系数ν建议乘以0.6～0.7的折减系数。

摘要： 为分析某客车异常振动的振源，建立多个振源对车体振动和车内噪声的传递路径，通过对在不同工况下振动和噪声测试分析，提出了在传统的传递函数和相干函数分析的基础上结合频率统计，选出优势频率的方法来考察振源对车体振动和车内噪声的影响。结合阶次跟踪测试和分析技术，验证了该方法的正确性。

摘要： 曲轴有限元模型是进行轴系多体系统动力学分析的主要部件，而试验模态是对有限元模型进行检验、补充和修正的重要手段。为获取准确的结构响应信息，基于试验模态分析的基本理论。本文对TBD234V6型曲轴进行了自由条件下的试验模态分析，并通过相干函数检验试验数据的好坏。试验模态分析表明，得到的模态参数对于曲轴的设计和寿命等后续分析具有重要的意义。

摘要： 为分析某客车异常振动的振源，建立多个振源对车体振动和车内噪声的传递路径，通过对在不同工况下振动和噪声测试分析，提出了在传统的传递函数和相干函数分析的基础上结合频率统计，选出优势频率的方法来考察振源对车体振动和车内噪声的影响。结合阶次跟踪测试和分析技术，验证了该方法的正确性。

摘要： 以432米的广州西塔为工程背景，在刚性模型风洞试验中采用SM—PSS方法获取结构表面风压分布，由局部脉动风力分析相干函数的变化规律，并结合谐波激励法(HEM)快速计算结构横风向和顺风向响应，与采用Davenport建议的经验相干函数方法计算出的响应结果进行比较，结果显示，Cz取6到8时，顺风向响应与精确结果比较吻合。并从广义力功率谱函数的比较分析中总结采用相干函数方法引起响应误差的原因，并通过顶部响应随周期变化的敏感性分析指出相干函数方法在横风向响应计算中的不合理之处。同时分别计算结构不同模态参与贡献时的风振响应，结果显示，对于类似西塔的超高层建筑，高阶模态对超高层建筑顺风向层间位移影响较大，最大误差达到9％左右，这主要是由于高阶模态对结构模态刚度的影响所造成，而高阶模态对结构横风向响应的影响依然较小，可以认为结构响应仍由基阶模态控制。

摘要： 本文详细讨论了道路模拟系统频率响应函数的识别和随机误差估计的方法。利用WELCH方法估计功率谱密度,再利用功率谱密度估计相干函数和频率响应函数,最后分析了所估计的频率响应函数的随机误差。通过试验数据的计算表明,估计精度是很高的。

摘要： 叠梁在实际工程中广泛应用,在很多情况下受随机激励的影响。对同材料、同截面尺寸并且具有自由界面的叠梁在随机激励条件下的响应特性进行了试验研究。试验结果表明当激励的功率谱密度较小时,叠梁在端部和中部的响应时程曲线的特性基本相同,只是响应幅值的大小不同。当激励的功率谱密度的较大时,叠梁在端部和中部的响应时程曲线的响应幅值的大小不仅不同,而且响应特性也具有很大的不同。在叠梁的端部出现明显的低频大信号,表明两根梁发生相互碰撞。响应的统计信息和两传感器之间的相干函数可近一步说明这种现象的存在。

摘要： 为了提高载荷识别的精度,本文针对压电加速度传感器和应变传感器有效频率范围不同的特点,对载荷识别的频响函数求逆法进行了改进.运算中以相干函数为控制参数,在不同频率处动态剔除不可靠振动响应信号,并选择可靠信息进行载荷识别运算.试验证明,本方法充分利用了多种传感器的信息互补优势,能够明显提高载荷识别精度.

摘要： 在利用光学相干层析成像系统对被测样品进行成像时，样品臂与参考臂的色散失配会影响系统分辨率，因此进行深度分辨的色散补偿是非常重要的。此时需要将样品不同深度处的干涉信号从A‑line信号中截取再做傅里叶变换(FFT)，通过对截取所用的矩形窗函数进行优化，可有效减小信号加窗FFT中加窗产生的相位误差，准确提取被测样品在不同深度处的色散系数，提高色散补偿精度。

摘要： 本发明公开了一种基于本征模函数相干分析的事件诱发电位提取装置，该发明的主要技术特点包括：通过脑电测试系统采集包含自发脑电和事件刺激下诱发脑电混合信号；将脑电混合信号经过预处理后输入本征模函数序列获取单元进行分解并获得合格的IMFs序列；然后将上述IMFs分量序列输入到IMFs相干分析及筛选单元，并结合刺激前自发脑电信号的特性，计算每个IMFs分量与该信号刺激前自发脑电的相干值，筛选并排除与自发脑电信号相干性最大的IMF分量；再将剩下的分量进行重组，所得重组信号即为事件诱发信号。本发明是基于脑电信号自身的局部特征来快速有效地提取到高质量的ERP信号，对先验知识和重复刺激次数无固定要求，相对传统叠加平均方法提取更高效和更准确。

摘要： 本发明公开了一种部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法及系统，其方法包括：将待测部分相干矢量光束的各个方向分离；对分离的每个方向的光束分别引入三次不同相位赋值的扰动，并对扰动后的每个方向的光束进行傅里叶变换；记录每个方向的光束在三次不同相位赋值下傅里叶平面的光强；根据三次不同相位赋值和三次不同相位赋值下傅里叶平面的光强，通过反傅里叶变换得到待测部分相干矢量光束的各项交叉谱密度矩阵元。本发明简单可行，在不引入参考臂、不引入透镜以及不需要知道光源信息的情况下，实现对部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量，适用于具有复杂实数和虚数结构的部分相干矢量场。

摘要： 本发明涉及一种基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法，其中装置包括照明系统、干涉显微成像系统以及物镜扫描系统；方法包括如下步骤：(1)获取相干扫描干涉仪三维干涉信号；(2)对信号进行三维傅立叶变换获取干涉信号三维频谱；(3)用三维频谱除以系统的三维传递函数获取表层膜模型的频谱；(4)对表层膜模型的频谱进行三维傅立叶逆变换得到重构的表层膜模型；(5)通过重构的表层膜模型的位置和相位计算表面高度。本发明利用相干扫描干涉仪的三维成像理论，在三维空间中恢复待测表面的表层膜模型并获取表面高度，实现比传统方法更高精度的微观表面形貌重构能力。

摘要： 本发明公开一种基于相干累积功率与多维Log‑Sum函数的无网格瞬时频率估计方法，可适用于强噪声和小样本场景。首先，使用去均值的相干累积功率在无网格空间内设计了关于调制频率的单调函数，从本质上消除了离散时频平面对估计瞬时频率值的约束，可实现瞬时频率峰值的准确估计。然后，该单调函数经非线性放大映，即将单调函数的多维Log‑Sum函数在时域与频域做累积操作，构造出单调且强凸性质的代价函数，可有效抑制独立同分布的噪声。在现代估计理论已广泛应用于电子信号处理系统，如雷达、声呐、通信基站、自动控制器等，本发明有效地解决频率估计准确度低、稳定性差等问题，可以满足复杂信道的小样本调频信号的瞬时频率估计。

摘要： 本发明公开了一种基于本征模函数相干分析的事件诱发电位提取装置，该发明的主要技术特点包括：通过脑电测试系统采集包含自发脑电和事件刺激下诱发脑电混合信号；将脑电混合信号经过预处理后输入本征模函数序列获取单元进行分解并获得合格的IMFs序列；然后将上述IMFs分量序列输入到IMFs相干分析及筛选单元，并结合刺激前自发脑电信号的特性，计算每个IMFs分量与该信号刺激前自发脑电的相干值，筛选并排除与自发脑电信号相干性最大的IMF分量；再将剩下的分量进行重组，所得重组信号即为事件诱发信号。本发明是基于脑电信号自身的局部特征来快速有效地提取到高质量的ERP信号，对先验知识和重复刺激次数无固定要求，相对传统叠加平均方法提取更高效和更准确。

摘要： 本发明公开了一种动态光场空间相干函数和振幅函数同步调制系统及方法，包括：全息信号源，用以生成一全息图信号，所述全息图信号以一目标光束的动态复透射率屏函数与振幅函数相乘得到动态复光场模式，并将所述动态复光场模式进行编码得到；光源组件，其发出线偏振光；光调制器，加载所述全息图信号并显示一调制用的全息图，所述线偏振光入射至所述光调制器，所述光调制器通过全息图对线偏振光的空间相干函数和振幅函数同时进行调控后反射出所述目标光束。本发明解决对于特殊振幅和新型空间相干函数的光束，调控和产生成本过高、实验装置较复杂的问题，产生任意需要的部分相干光束。

摘要： 本发明公开一种基于相干函数控制的虚反射走时电缆等浮校正方法，首先采用交互式的拾取方法，以一定数量炮的间隔拾取海底反射时间和对应检波点的虚反射时间，以线性插值的方式得到每炮对应的时间，以此从海底反射和虚反射的时差中计算出实际电缆的沉放深度，进而获得初始时差校正量；然后通过道集相干和模型参考道求得一个参考时差校正量；最后基于二者互相关系数对初步的时差校正量进行选择，平滑后进行剩余时差的校正，实现同相轴的同相叠加，以此达到提高地震数据分辨率和成像精度的目的。

摘要： 本发明公开了一种动态光场空间相干函数和振幅函数同步调制系统及方法，包括：全息信号源，用以生成一全息图信号，所述全息图信号以一目标光束的动态复透射率屏函数与振幅函数相乘得到动态复光场模式，并将所述动态复光场模式进行编码得到；光源组件，其发出线偏振光；光调制器，加载所述全息图信号并显示一调制用的全息图，所述线偏振光入射至所述光调制器，所述光调制器通过全息图对线偏振光的空间相干函数和振幅函数同时进行调控后反射出所述目标光束。本发明解决对于特殊振幅和新型空间相干函数的光束，调控和产生成本过高、实验装置较复杂的问题，产生任意需要的部分相干光束。

摘要： 本发明涉及一种X射线光束互相干函数测量装置与探测方法，用双晶单色器对入射宽光谱带宽的白光X射线单色化；用X射线空间调制器对电控空间调制X射线波前；用晶体滤除不满足布拉格衍射条件的光束，以形成双缝效果；用聚焦光学元件在焦平面上形成杨氏干涉条纹，并用图像探测器采集干涉条纹的强度分布；数据采集‑处理系统控制数据采集与双缝的扫描同步，即实现顺序扫描测量，并反通过测量数据反解出干涉条纹的对比度和相位，给出完整的光束相干性信息。解决了互相干函数测量快速动态测量的问题。