谐波恢复

摘要： 谐波恢复问题是信号处理中的经典问题,对于被加性噪声污染的谐波信号,现有的多重信号分类(MUSIC)方法可以实现良好的恢复效果,但在谐波分量数未知的情况下无法发挥其超分辨率性能。本文结合实值MUSIC算法的超分辨率和逐步LSE算法的逐步估计的特点,提出了一种逐步MUSIC算法,该算法在分量数已知的情况下具有良好的估计性能。在分量数未知的情况下,我们利用该算法估计出一个模型集,并采用BIC准则估计谐波分量数。最后通过仿真实验对所提方法的性能进行了验证。

摘要： 为解决α噪声背景下的谐波恢复问题,提出了归一化循环相关结合多重信号分类算法.该算法包含两种多重信号分类算法(MUSIC:Multiple Signal Classification):样本空间MUSIC算法和特征空间MUSIC算法.这两种MUSIC算法充分利用信号子空间和噪声子空间,在空域内做谱峰搜索以求取谐波频率.该算法不仅能估算谐波信号频率,同时也能提高谐波估计的精度.计算机仿真结果表明,使用这两种算法可完成谐波信号频率有效估算,而且效果比原有分数低阶矩及其派生的分数低阶统计量更优,且有效地解决了非整数算子造成的相位扭曲问题,应用前景广泛.

摘要： 首先,针对噪声不存在有限方差的问题,对标准归一化相关函数的定义域进行了扩展,实现了背景噪声的抑制.在此基础上,利用谐波信号频率与噪声子空间的正交性,提出了谐波信号频率估计的MUSIC方法.仿真结果表明,与分数低阶类方法相比,由于标准归一化相关函数是一个线性算子,极大地简化了稳定分布信号处理的计算和分析过程.

摘要： 为了提高单通道语音增强降噪算法的整体质量,该文从噪声消除和语音感知两个角度出发对传统语音增强算法进行改进,通过引入多种处理手段来达到最佳优化效果.首先在参数估计方面,把基于弱语音出现的平滑算法加入到基于固定先验信噪比的软判决方法中来解决噪声谱过估计问题,并根据语音帧存在概率动态调整平滑因子,从而提高先验信噪比的跟踪效果.其次在语音质量感知提升方面,采用谐波恢复的方法重建语音段的高频谐波分量,并采用相位补偿和增益平滑的方法消除静默段和语音段的音乐噪声.实验结果表明,相比传统算法,该文算法通过引入参数估计改进模块和感知质量提升模块,在消噪效果和语音质量两方面均得到了较大的提高,并适用于多类噪声环境和信噪比条件.

摘要： 电力谐波的危害不容忽视,我们根据谐波结果分析探讨并采取相应防护措施是极为重要的.本文在现代谱估计方法的基础上详细叙述了多重信号分类方法的理论,提出采用MUSIC算法恢复谐波.仿真结果表明,本方法对于恢复谐波具有良好的效果.

摘要： Classical harmonic retrieval algorithms in complex noises suffer the problems of low frequency resolution and unrealistic assumption. In order to deal with this issue, this paper proposed a novel matching pursuit based method. The new method applied cosine atom model and the dictionary was constructed by using of the results obtained by cycle - based algorithm. The corresponding algorithms were designed according to whether the mean value of the multiplicative noise is zero. The assumption in the new method is mild and practical compared to those in classic algorithms. Some numerical results were presented to confirm the validity the new method.%复杂噪声背景中经典的谐波恢复方法存在分辨率不高或噪声分布的假设很强的局限性.针对上述问题,提出引入稀疏分解的思想,采用了一种新的正交匹配追踪的谐波恢复方法.应用余弦原子模型,并依据循环统计量初估计结果生成过完备原子库.根据乘性噪声均值是否为零分别提出了相应的算法.在较低的噪声假设条件下,仅根据噪声之间的相关性得到了分辨率较高的方法.仿真结果说明新方法的有效性.

摘要： 针对非零均值乘性噪声中的谐波恢复问题,本文提出一种基于广义协方差矩阵的乘性噪声中谐波个数和频率的估计方法.首先定义一类广义协方差并构造广义协方差矩阵,通过对广义协方差矩阵进行特征值理论分析,得到了非零均值乘性噪声中谐波信号分量个数与协方差矩阵特征值之间的内在联系,利用这个性质可以用来估计谐波分量个数.同时利用子空间旋转不变性技术,可以从协方差矩阵中估计出谐波的频率.本文所提方法对于乘性和加性噪声的颜色和分布均无任何假设,可以应用于任意分布和任意颜色的乘性和加性噪声中的谐波恢复.仿真实验表明,本文所提谐波恢复方法具有较高的频率分辨率.%For the harmonic retrieval in nonzero mean multiplicative noise, we propose a new method to estimate the number of harmonics and frequencies of the harmonics in multiplicative noise based on the generalized covariance matrix. We first define a generalized covariance, and then construct a covariance matrix using the defined generalized covariance. Analyzed the eigenvalues of the covariance matrix, we get the inherent relation between the number of harmonics and the eigenvalues of the covariance matrix. This relation can be used to estimate the number of harmonics in multiplicative noise. Moreover, the frequencies of harmonics can be estimated via subspace rotational invariance technique. The proposed method does not need to assume the color and distribution of the multiplicative and additive noise, and it can be applied to harmonic retrieval in multiplicative and additive noise with any color and any distribution. The simulation results demonstrated that the proposed method is high-resolution.

摘要： 当信噪比较低时,语音信号的高次谐波部分会完全淹没在噪音中.针对该情况,提出一种基于改进谐波恢复算法的语音增强方法.对经过MMSE-LSA算法语音增强处理后的时域输出语音信号进行非线性处理,得到准周期冲激信号,并将其与原增强信号相乘,突出语音的谐波分量.实验结果表明,改进算法较好地解决了低信噪比时谐波失真的问题,相比传统谐波恢复算法能更好地改善语音高次谐波的质量.%The higher harmonic part of the speech signal is completely overwhelmed by the noise when Signal to Noise Ratio(SNR) is low. In response to this situation, a new algorithm is proposed. A quasi-periodic impulse signal is calculated based on the distorted signal processed by MMSE-LSA algorithm using a nonlinearity to regenerate harmonics. This artificial signal is then used to multiply the original enhanced signal, making the voice of the harmonic components to be prominent. Experimental results show that the algorithm is a good solution to the problem of Harmonic distortion better and is better than the traditional algorithm when improving the voice quality of high harmonics in low SNR.

摘要： 主要研究加性噪声中二维谐波频率的估计问题.针对现有算法估计精度不高和计算量较大的缺点,提出了一种基于矩阵旋转不变性的免配对谐波频率估计方法.利用矩阵旋转不变性,通过观测数据获得一组具有对角结构的矩阵组.将矩阵组相加并对此进行一次奇异值分解同时获得两个信号子空间.同时对角化信号子空间的构造矩阵,得到了二维频率的估计,并且所得的二维频率能自动配对.仿真实验结果表明,在数据维数和信噪比都比较低时,该算法明显优于现有算法.在数据矩阵维数60×60,信噪比5dB时,该算法估计精度高于现有算法近3倍.%This paper addresses the problem of two-dimensional (2-D) harmonic frequency estimation in additive noise, and a pairing-free estimation algorithm based on the rotational invariance of matrix is proposed to solve the disadvantages of low accuracy and high computational cost of current algorithm. By exploiting the rotational invariance property of the 2-D data matrix, a class of matrices with diagonal structures are established. By decomposing the sum of these matrices using singular value decomposition algorithm, two signal subspaces are obtained simultaneously. The 2-D frequency parameters can be estimated from the eigenvalues of the signal subspace-based structured matrices using singular value decomposition algorithm. Meanwhile, the estimated frequencies are automatically paired. The results of the numerical experiments show that the proposed algorithm is much better than the current algorithm in terms of accuracy and computational cost in case of short data length and low Signal-to-Noise Ratio (SNR). For example, the accuracy of the proposed algorithm is nearly three times higher than the current algorithm when data size is 60 x 60 and SNR is 5 dB .

摘要： 跳频信号参数盲估计是通信对抗面临的一个难题.分别从单天线接收和阵列天线接收两个方面总结了现有方法,并分析了各自的优缺点,最后预测了跳频信号参数盲估计中亟待解决的问题和发展趋势.

摘要： 本文对利用转子齿谐波的高精度转速检测方法进行研究，首先对于谱估计方法在谐波检测应用中的适用性和效果进行了比较分析，选择扩展Prony谐波恢复方法作为转速检测的估计手段，该方法可以实现一种高分辨在线转速检测技术.

摘要： 加性有色高斯或非高斯噪声中谐波恢复是信号处理中一个常见问题,本文利用独立成分分析(ICA)来研究加性噪声中实谐波信号的恢复问题.首先建立了谐波信号的ICA数学模型,分析了谐波恢复可以由ICA方法实现的数学原理,然后提出了噪声中谐波恢复的ICA方法,最后通过仿真实验说明了基于ICA的谐波恢复算法的有效性.

摘要： 乘性和加性噪声背景下的谐波信号的恢复问题是统计信号处理和时间序列分析的理论和应用领域十分重要的典型问题之一.对于被乘性和加性噪声污染的谐波信号,目前尚无较好的提高频率分辨率谐波恢复的方法.本文从理论上分析带乘性和加性噪声中谐波信号的小波变换特性,并且利用规范化量图与峰值搜索法进行频率估计,并给出了一种高分辨率的谐波恢复的算法,最后用独立随机实验的方法对算法的性能进行了验证.实验说明新算法与传统谐波恢复方法相比具有较高的频率分辨率.

摘要： 本文研究α稳定分布噪声中谐波恢复的问题.文中首先引入α稳定分布作为模拟脉冲性噪声的模型,然后采用非线性变换方法使噪声得到抑制,并证明了变换后的含噪观测值具有二阶统计量.对变换后的矢量空间进行预白化处理后结合噪声子空间的MUSIC方法恢复谐波信号参数.本文使用了两种非线性变换方法,分析了它们的变换性能、讨论了变换参数对谐波恢复效果的影响以及两种非线性变换间的关系,分别给出了仿真结果.最后得出非线性变换Sigmoid函数在α稳定分布噪声中恢复谐波信号具有较强的韧性.

摘要： 噪声中的谐波恢复问题是信号处理领域的一个典型问题,在众多领域中有着广泛的应用。本文主要研究加性有色噪声中谐波频率的估计问题,提出了一种基于子空间旋转不变性的谐波频率的高分辨率估计方法。利用观测信号的自协方差函数构造了一个协方差矩阵,通过对协方差矩阵的特征值进行理论分析,结合子空间旋转不变性,得到了加性有色噪声中谐波的频率和协方差矩阵之间的一种内在联系。利用这个性质可以估计加性有色噪声中谐波的频率。本文方法对于有色噪声的模型无任何假设,而且对于噪声的分布也没有限制,对于高斯和非高斯有色噪声都适用。仿真实验验证了本文所提算法的有效性。

摘要： 研究了子空间分解方法提取日标频域特征问题.分析了白色高斯噪声背景下一种正弦谐波信号互相关矩阵的MUSIC算法的原理,采用基于子空间分解的多重信号分类法提取信号谐波频率作为目标特征,利用子空间分解将观测数据分解为信号子空间与噪声子空间的特点,抑制噪声干扰,提高识别能力.通过在MUSIC功率谱曲线中设置阈值来估计信号中的谐波频率.并用计算机仿真结果验证了其正确性和有效性.

摘要： 研究了子空间分解方法提取日标频域特征问题.分析了白色高斯噪声背景下一种正弦谐波信号互相关矩阵的MUSIC算法的原理,采用基于子空间分解的多重信号分类法提取信号谐波频率作为目标特征,利用子空间分解将观测数据分解为信号子空间与噪声子空间的特点,抑制噪声干扰,提高识别能力.通过在MUSIC功率谱曲线中设置阈值来估计信号中的谐波频率.并用计算机仿真结果验证了其正确性和有效性.

摘要： 研究了子空间分解方法提取日标频域特征问题.分析了白色高斯噪声背景下一种正弦谐波信号互相关矩阵的MUSIC算法的原理,采用基于子空间分解的多重信号分类法提取信号谐波频率作为目标特征,利用子空间分解将观测数据分解为信号子空间与噪声子空间的特点,抑制噪声干扰,提高识别能力.通过在MUSIC功率谱曲线中设置阈值来估计信号中的谐波频率.并用计算机仿真结果验证了其正确性和有效性.

摘要： 研究了子空间分解方法提取日标频域特征问题.分析了白色高斯噪声背景下一种正弦谐波信号互相关矩阵的MUSIC算法的原理,采用基于子空间分解的多重信号分类法提取信号谐波频率作为目标特征,利用子空间分解将观测数据分解为信号子空间与噪声子空间的特点,抑制噪声干扰,提高识别能力.通过在MUSIC功率谱曲线中设置阈值来估计信号中的谐波频率.并用计算机仿真结果验证了其正确性和有效性.

摘要： 研究了子空间分解方法提取日标频域特征问题.分析了白色高斯噪声背景下一种正弦谐波信号互相关矩阵的MUSIC算法的原理,采用基于子空间分解的多重信号分类法提取信号谐波频率作为目标特征,利用子空间分解将观测数据分解为信号子空间与噪声子空间的特点,抑制噪声干扰,提高识别能力.通过在MUSIC功率谱曲线中设置阈值来估计信号中的谐波频率.并用计算机仿真结果验证了其正确性和有效性.

摘要： 本发明公开了一种ADC频谱测试中存在非相干采样和谐波失真的信号恢复方法，首先对基波估计得到幅度估计值和初始相位估计值，并对非相干采样基波信号进行重构，在被测ADC输出信号中去除非相干采样基波信号后估计各阶谐波分量的幅度以及初始相位，对谐波信号进行重构并在被测ADC输出信号中去除，然后基于剩余信号对基波部分进行二次估计和重构，再对谐波部分进行二次估计和重构，并根据二次估计到的参数对相干采样条件下的基波信号和谐波信号进行重构，将被测ADC输出信号中非相干信号替换成相干信号，即可对非相干采样信号恢复得到相干采样信号。采用本发明可在被测ADC采样信号存在非相干采样和谐波失真的情况下也可以对ADC进行精确的频谱测试。

摘要： 本发明涉及一种采用直流分量恢复的直流系统谐波分析方法，首先对谐波信号进行加窗傅里叶变换，取出零频率谱线，并利用直流分量恢复系数对零频率谱线进行幅值恢复，得到直流分量的精确值；然后对各次谐波分量所在区间进行搜峰得到最大索引，通过最大和次最大谱线幅值求取，对各次谐波分量的幅值、频率、相位进行修正。本发明在不需要对直流分量进行滤除的情况下，就能同时得到直流分量和谐波分量的精确值，保留了谐波信号的完整性，同时进一步提高了分析精度。

摘要： 本发明涉及一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法，根据相同功率水平下，直流场电压越高，谐波性能所需滤波器数目递减的规律，提出一种利用直流场实时电压实时折算功率用于滤波器数目配置的方法，根据直流场电压大小分为70%，70%～80%，80%，80%～100%，100%五种谐波性能配置模式，使谐波性能滤波器配置在全压恢复过程中符合谐波电流变化规律。采用上述方法，使得在电压恢复过程中既能减少谐波性能需要的滤波器数目，同时也维持交流电网电压稳定，从而解决了高压直流输电电压恢复过程中，由于缺乏相应的谐波性能控制方法，导致交流电网电压过高的问题。

摘要： 本发明公开一种计及电网谐波和负载谐波的微电网系统谐波协调控制方法，该谐波控制方法将微电网并网变流器改进控制用以消除电网背景谐波、负序分量引起的微电网母线电压的波动，阻止其向负载侧变流器的传递；将负载侧变流器改进控制用以抑制非线性负载引起的负载端电压畸变问题，以改善微电网的输出电压波形，提高输出电能质量，进而确保微电网其他并网敏感电力设备的用电安全。本发明的方法同步考虑电网背景谐波和本地非线性负载产生谐波的协同治理对策，无需增加额外的辅助设备，仅依靠微电网既有的变流装置即可进行，且微电网并网变流器、负载侧变流器的控制既相对独立，功能上又互相补充，共同实现微电网谐波协同治理。

摘要： 本发明公开了一种ADC频谱测试中存在非相干采样和谐波失真的信号恢复方法，首先对基波估计得到幅度估计值和初始相位估计值，并对非相干采样基波信号进行重构，在被测ADC输出信号中去除非相干采样基波信号后估计各阶谐波分量的幅度以及初始相位，对谐波信号进行重构并在被测ADC输出信号中去除，然后基于剩余信号对基波部分进行二次估计和重构，再对谐波部分进行二次估计和重构，并根据二次估计到的参数对相干采样条件下的基波信号和谐波信号进行重构，将被测ADC输出信号中非相干信号替换成相干信号，即可对非相干采样信号恢复得到相干采样信号。采用本发明可在被测ADC采样信号存在非相干采样和谐波失真的情况下也可以对ADC进行精确的频谱测试。

摘要： 本发明涉及一种采用直流分量恢复的直流系统谐波分析方法，首先对谐波信号进行加窗傅里叶变换，取出零频率谱线，并利用直流分量恢复系数对零频率谱线进行幅值恢复，得到直流分量的精确值；然后对各次谐波分量所在区间进行搜峰得到最大索引，通过最大和次最大谱线幅值求取，对各次谐波分量的幅值、频率、相位进行修正。本发明在不需要对直流分量进行滤除的情况下，就能同时得到直流分量和谐波分量的精确值，保留了谐波信号的完整性，同时进一步提高了分析精度。

摘要： 本发明提供一种提高动态电压恢复器谐波抑制能力的控制方法。该控制方法基于对配电网电压谐波含量的检测，利用谐波注入法对配电网电压含有相应次数的谐波分量进行抑制，使得该动态电压恢复器不仅能快速实现补偿电网电压暂降的功能，而且能对配电网电压谐波进行抑制，使其具有动态电压恢复功能的同时能抑制电网电压谐波，极大提高配电网动态电能质量。该控制方法不仅适用于配电网源存在电压谐波情况，而且也可用于非线性负载引入电压谐波的情况。该控制方法可以在现有动态电压恢复器硬件保持不变的情况下，仅通过软件方法增加电压谐波含量的检测以及谐波注入的控制功能，具有很强的灵活性和通用性。

摘要： 本发明涉及一种高压直流输电全压恢复过程中谐波性能控制的方法，根据相同功率水平下，直流场电压越高，谐波性能所需滤波器数目递减的规律，提出一种利用直流场实时电压实时折算功率用于滤波器数目配置的方法，根据直流场电压大小分为70%，70%～80%，80%，80%～100%，100%五种谐波性能配置模式，使谐波性能滤波器配置在全压恢复过程中符合谐波电流变化规律。采用上述方法，使得在电压恢复过程中既能减少谐波性能需要的滤波器数目，同时也维持交流电网电压稳定，从而解决了高压直流输电电压恢复过程中，由于缺乏相应的谐波性能控制方法，导致交流电网电压过高的问题。

摘要： 本申请公开了一种谐波抑制方法、谐波提取方法、谐波提取系统及相关组件，涉及PWM变流器领域，用于处理谐波，该谐波提取方法包括：实时获取电网电压信号，所述电网电压信号经过预设次谐波的第一带通滤波器，得到对应预设次谐波的初步谐波；确定初步谐波的上包络线和下包络线，并根据上包络线和下包络线确定中心偏移波动曲线；将同一时刻初步谐波的电压值与中心偏移波动曲线的电压值相减，得到对应预设次谐波的处理后谐波。本申请从初步谐波中去除中心偏移波动曲线的影响，从而得到更为准确的处理后谐波，该过程不要求初步谐波的准确度，因此可选收敛速度较快的滤波器作为第一带通滤波器，使得处理后谐波同时满足准确度和收敛速度两方面的需求。

摘要： 本实用新型涉及一种谐波补偿装置，尤其是一种电压动态恢复的谐波补偿装置，包括：功率双向流动单元、通过接触器与所述功率双向流动单元直流侧串接的整流单元、驱动电路、运算控制电路，整流单元输出端并接有蓄电池。本实用新型公开的电压动态恢复的谐波补偿装置能够在交流母线电压骤降时通过加载在双向变流器直流侧的蓄电池提升电压，从而维持母线电压稳定。