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求信號(hào)處理方面的牛人指點(diǎn) 已有1人參與
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各位大牛,信號(hào)處理中,通常利用理想信號(hào)作為濾波效果的衡量基準(zhǔn),或者在采集到的特征信號(hào)基礎(chǔ)上人為疊加噪聲,利用采集到的信號(hào)作為基準(zhǔn)檢驗(yàn)濾波效果,然而,實(shí)際應(yīng)用中并不存在該理想信號(hào),在此情況下,該如何檢驗(yàn)濾波器的濾波效果呢? [ Last edited by hzbxjtu on 2012-6-27 at 15:58 ] |
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是的,我就是想看看自己對(duì)真實(shí)信號(hào)濾波的準(zhǔn)確度,比如我采樣得到的真是信號(hào),利用FFT可以得到幅頻相位等的特性,但是其準(zhǔn)確度并不能夠完全保證,比如會(huì)產(chǎn)生近頻干擾等問(wèn)題,采用濾波器后,所得到的信號(hào)該去和誰(shuí)比較呢?該怎么比較呢? 比如說(shuō),我想準(zhǔn)確提取采樣信號(hào)中的工頻幅值,做FFT所得到的并不一定是完全準(zhǔn)確的工頻幅值,濾波后的信號(hào)的FFT結(jié)果的工頻幅值也不一定就是完全準(zhǔn)確的工頻幅值,在這樣的情況下,該如何衡量幅值提取的準(zhǔn)確程度? |
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做信號(hào)處理的目的在于什么呢?還不是為了應(yīng)用于實(shí)際。可能你還是對(duì)工程背景不是很了解,工頻指系統(tǒng)工作頻率,而非市電頻率的50Hz,頻率可以很多,也有平穩(wěn)的,也有非平穩(wěn)的。當(dāng)然,非常感謝你的回答,部分說(shuō)法很有啟發(fā)。但說(shuō)實(shí)話(huà)還是沒(méi)有完全解決問(wèn)題。 至于你所說(shuō)的工程背景我已經(jīng)介紹過(guò)了,只是你沒(méi)有理解,可能是學(xué)科的原因吧。 說(shuō)詳細(xì)些,舉個(gè)例子,旋轉(zhuǎn)機(jī)械在正常工作的情況下,可以采集其轉(zhuǎn)子位移,采集到的信號(hào)中含有工頻成分s,同時(shí)也包含了很多倍頻成分ns,當(dāng)然也含有很多的干擾d,因此可以看成是很多信號(hào)的疊加形式y(tǒng)=s+ns+d,通過(guò)濾波器可以將倍頻成分和噪聲干擾濾除,但是經(jīng)過(guò)濾波后的信號(hào)并不一定能夠完全與工頻成分相吻合,在實(shí)際應(yīng)用中又無(wú)法直接采集工頻成分s,采集到的就是多重信號(hào)的疊加后的信號(hào)y,對(duì)于工頻成分的幅值提取該如何實(shí)現(xiàn)?同時(shí),在此種情況下,該如何衡量濾波器的濾波效果是否正確呢? |
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很高興看到你的回復(fù)。有一點(diǎn)需要事先按說(shuō)明: ”信號(hào)處理的目的是為了應(yīng)用于實(shí)際“這話(huà)不能算錯(cuò),但是有點(diǎn)大,有點(diǎn)空。我所的信號(hào)處理的目的是指,在工程當(dāng)中你分析一段信號(hào)前應(yīng)該明確你要通過(guò)信號(hào)處理獲得什么。原因就是信號(hào)處理的手段很多,目的不一樣,選的方法不同。比如你想了解信號(hào)的成分,可能做譜分析就可以;如果你想提取或去除某些成分可能會(huì)需要自適應(yīng)的方法。 的確沒(méi)有做過(guò)機(jī)械振動(dòng)當(dāng)面的信號(hào)分析,不過(guò)如果讓我處理這段信號(hào)的話(huà),我會(huì)按下面的方式處理: 1.先做一下譜分析,了解工頻信號(hào)的能量主要分布在哪些頻率成分上。 2.在1的基礎(chǔ)上,根據(jù)工頻信號(hào)的特征選擇合適的信號(hào)處理方法。單頻信號(hào)可能會(huì)采用自適應(yīng),寬帶信號(hào)可能會(huì)設(shè)計(jì)帶通濾波器。 至于濾波器的性能你可以嘗試自己造一段信號(hào),用輸入、輸出信號(hào)對(duì)濾波器的性能進(jìn)行分析,這也是很常用的一種方法。如果這種情況下濾波器的性能很優(yōu)良而實(shí)際當(dāng)中出現(xiàn)”經(jīng)過(guò)濾波后的信號(hào)并不一定能夠完全與工頻成分相吻合“的情況,很大的原因在于對(duì)工頻信號(hào)的分析不夠精確。因?yàn)槟悴杉降男盘?hào)是對(duì)實(shí)際信號(hào)的加窗截?cái),不能完全反?yīng)信號(hào)的特征。 對(duì)了,樓主在杭州? |
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僅就我現(xiàn)階段對(duì)這個(gè)問(wèn)題的了解而言,我自己求不出工頻成分(不考慮倍頻)“精確幅度”,當(dāng)然不排除其他人有好的方法。下面的方法也許可以估算一下(當(dāng)然也不見(jiàn)得就適合你的工程背景): 采集到的信號(hào)y,工頻成分s,倍頻成分ns(按照我的理解倍頻成分隨著n的增加,衰減越劇烈),本地噪聲n(包含用電造成的工頻干擾,采集設(shè)備的電噪聲,環(huán)境噪聲),當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采集一段時(shí)間的信號(hào)y1=s+ns+n1,設(shè)備不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采集另外一段時(shí)間的信號(hào)y2=n2。假設(shè)兩段時(shí)間里本地噪聲平穩(wěn),所以可以用y2采集到的本地噪聲代替y1中的本地噪聲。如果上面的方法可以再你工程中應(yīng)用的話(huà),下面就可以通過(guò)計(jì)算本地噪聲的功率,信號(hào)比,估算出工頻信號(hào)的幅度。 |
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通常做濾波器設(shè)計(jì)的時(shí)候都會(huì)用到理想信號(hào)S,然后疊加很多信號(hào)以后形成了d,利用濾波器對(duì)d進(jìn)行濾波后得到了m,通常采用m與S的平方差的累積作為衡量標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然還有很多的衡量標(biāo)準(zhǔn),但是通常都會(huì)用m與S的關(guān)系來(lái)衡量,然而,在實(shí)際的應(yīng)用中,比如采集振動(dòng)位移波形,里面含有很多的干擾,通過(guò)濾波器可以將干擾濾除,可是并不存在仿真過(guò)程中的理想信號(hào)S,所以無(wú)法衡量濾波效果,該用什么方法衡量該濾波器的濾波效果呢? |
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新蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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首先我也不敢確定完全理解了你的問(wèn)題,僅僅說(shuō)一下我的理解。 信號(hào)處理發(fā)展很快,各種新的方法、處理手段越來(lái)越多。工程應(yīng)用中信號(hào)哦處理方法的選擇和性能評(píng)價(jià),應(yīng)該按照實(shí)際的工程要求進(jìn)行選擇和衡量。也就是說(shuō)在做事情之前應(yīng)該明確自己的目的,知道自己想要什么!比如像你說(shuō)的如果我想提取采集信號(hào)里的工頻干擾,一般來(lái)說(shuō)工頻干擾的頻率是已知的50Hz(不知道樓主在工程當(dāng)中是否這樣),就可以使用Notch濾波器將工頻干擾提取出來(lái),然后分析濾波器輸出、殘差與輸入信號(hào)的關(guān)系,就可以達(dá)到要求。 如果項(xiàng)目不涉密的話(huà)把工程背景講出來(lái)大家可能更好、更容易交流吧。啰嗦了很多不知道是不是你需要的 |
金蟲(chóng) (小有名氣)
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