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关键词： structure evolution   genetic algorithm   digital filter design   linear phase  

摘要： Digital filters are generally designed by identifying the transfer functions. Most researches are focused on the goal of approaching the desired frequency response, and take less additional consideration of structure characteristics which can greatly affect the performance of the digital filter. This paper proposes a structure-evolution based optimization algorithm (SEOA) which allows the integrated consideration of structure issues and frequency response specifications in design stage. The method generates digital filter structures by a structurally automatic-generation algorithm (SAGA) which can randomly generate and effectively represent digital structures. The structures, seen as chromosomes, are evolved over genetic algorithm (GA) for the search of the optimal solution in structure space. They are evaluated according to the mean squared error (MSE) between the designed and the desired frequency responses. Simulation results validate that the algorithm designs diversified structures of digital filters and they meet target frequency specifications and structure constraints tightly. It is a promising way for optimized and automated design of digital filters.

关键词： FPGA   无限长脉冲响应数字滤波器   硬件描述语言   数字信号处理  

摘要： 本文提出了一种实现高速IIR数字滤波器的基于FPGA的设计方法,分析了取整后的IIR数字滤波器的系数分析方法。在MATLAB仿真的基础上,利用FDATool工具设计确定仿真后IIR滤波器的系数,保证IIR滤波器的性能优化和硬件资源的有效使用。基于FPGA的性能特点,IIR滤波器可以用于高速信号处理,并且可以采用Verilog硬件描述语言和迭代运算来完成设计。软件仿真后后的IIR数字滤波器的硬件实现通过QuartusⅡ仿真完成。实验结果表明,利用该方法设计的IIR数字滤波器的收敛速度很快,可以应用于系统的实时性要求较高的场合中。

关键词： 连续供暖   间歇供暖   措施  

摘要： 在城市发展中供暖是不可或缺的一个环节,影响到了人们的日常生活,为了保证人们生活的舒适,要求从实际出发,做好连续供暖同间歇供暖之间的对比,不断推进其进步.

关键词： 古代碑文图像去噪   引导滤波   多尺度Retinex   游长概率统计   巴特沃斯低通滤波器   KSVD  

摘要： 图像去噪是图像处理的重点,在数字图像处理领域,古代碑文图像去噪是恢复碑文原貌的关键技术,对古代文物保护和文化传承具有重要意义。本文围绕古代碑文图像去噪方法进行了系统研究,提出了两种新的去噪方法,并通过大量的实验进行论证,具体工作和主要成果包括:1、提出一种基于引导滤波与游长概率统计的古代碑文图像综合去噪方法。首先对图像进行预处理,包括利用引导滤波方法对图像进行平滑和利用多尺度Retinex方法对图像进行增强,然后对图像进行二值化,降低无关像素在后续图像处理中的影响,最后结合游长概率统计和连通区域去除随机噪声和孤立噪声。实验表明,该方法不仅能抑制图像噪声,而且能够保护汉字的结构。2、提出一种基于巴特沃斯低通滤波器和KSVD的古代碑文图像综合去噪方法。首先对图像进行分频处理,包括用巴特沃斯低通滤波器提取低频分量,再用KSVD重构高频分量,然后将低频分量和重构的高频分量进行融合,接着利用Ostu方法对融合结果二值化,最后改善图像视觉效果,包括利用连通区域去除孤立点状噪声以及填充笔画上的孔洞,利用中值滤波方法去除笔画上的毛刺。实验结果表明,该算法不仅能有效地去除噪声,而且能够提高图像质量,改善图像的可视化效果。3、在上述工作基础上,设计并实现了古代碑文图像去噪系统。该系统集成了本文所提的两种方法,以及部分经典去噪算法。

关键词： 隧道群   连续长下坡路段   安全运营   保障工程  

摘要： 为了交通运输的便利,一些地形复杂和危险的山区路段修建了越来越多的隧道群,但隧道群作为高速公路安全运营的一个瓶颈路段,应予以重视。尤其当隧道群中出现连续长下坡路段的时候,危险指数会陡然增高。车辆在这些路段上行驶,常常发生追尾等重大恶性交通事故,给人民的生命财产造成了巨大的损失。荷香特长隧道（右线3165米）、回龙湾长隧道（右线1322米）以及白涛特长隧道（右线4267米）等3座隧道构成了依托高速公路工程项目的长大隧道群,其中K2+815K11+073段为连续8公里多的连续长下坡路段。该工程所在区的重庆白涛化工园区又以化工行业为主,通行的特种车辆较多、危险性较大,白涛隧道群连续长下坡路段的安全形势较为严峻。本文立足于国内外研究的基础上,针对白涛隧道群长达8公里多的连续长下坡路段的特点,对隧道群连续长下坡路段交通安全保障措施进行分析研究,其主要研究工作与成果有:（1）详细阐述了国内外对于长下坡、安全运营事故以及安全保障措施的研究现状;（2）全面论述了项目的工程概况、项目的特点以及项目交通安全运营措施;（3）通过对白涛隧道群连续长下坡路段交通安全特性进行分析,指出事故发生的特点、交通事故的影响因素以及驾驶员的驾驶特性;（4）提出了白涛隧道群连续长下坡路段的安全保障技术,全面的包括了避险车道设计、降温池设计、旋转防撞桶护栏设计、机电设施设计、交通标志标线设计、紧急停车带设计、交通安全管理等内容;（5）提出了白涛隧道群连续长下坡路段危化品运输安全管理对策,主要包括:危化品运输管理的必要性,危化品的定义和分类,研究了危化品的运输特点以及运输安全影响因素,研究了通过隧道的危化品车辆安全运输管理,研究了危化品车辆通过隧道时的事故应急救援体系。本文有新意的主要研究成果是提出了在回龙湾隧道和白涛隧道之间设置避险车道;在荷香隧道和回龙湾隧道之间增设降温池;在白涛隧道出口两端设置旋转防撞桶护栏;对危化品车辆进行管理。本文提出的安全保障技术及危化品安全运输管理对策,将为后期白涛隧道群连续长下坡路段的安全运营提供保障。这些研究成果以及所采取的手段方法对今后类似工程实践有一定的理论借鉴意义和实际应用价值。

摘要： The purpose of this thesis is to create a model for designing optical filters and a method for fabricating the designed filters onto a multitude of substrates, as well as to find ways to optimize this process. The substrates that were tested were quartz, glass slides, polycarbonate, and polyethylene terephthalate (PET). This work will account for variations in the deposition process and substrate cleaning method, in order to optimize the performance of the final optical filter. Several different filters were simulated and then fabricated. These filters included 3, 5, and 7-layer Bragg reflectors, 11-layer narrowband filters, and some variations of the 11-layer narrowband filter where the center layer is adjusted. This paper will highlight the steps involved in designing and simulating these filters, the steps involved in testing and optimizing their fabrication processes, and the tests and measurements determining their effectiveness. The effectiveness of the filters is determined by how high their maximum reflectivity and transmittance are, and in the case of narrowband filters by the width of the transmittance peak’s full width half max (FWHM).

关键词： 结构振动压缩采样信号   分布式压缩感知   多观测向量   联合稀疏   DCSSOMP算法   SAMUSIC算法  

摘要： 压缩感知(Compressive Sensing,CS)是20世纪初发展起来的在信号处理领域具有颠覆性的一种理论,越来越多学科领域的专家学者开始致力于CS的研究。将土木工程和压缩感知结合,势必也会有广阔的应用前景。分布式压缩感知(Distributed Compressive Sensing,DCS)在CS的基础上研究多个通道信号之间的相关性,发展了三种不同的联合稀疏模型,进一步降低了采样率。而多观测向量(Multiple Measurement Vectors,MMV)问题被称作联合稀疏求解问题,是另外一种研究信号间相关性的框架,本质与JSM2一致。本文的研究目的是研究适用于多通道结构振动信号的联合稀疏模型并且发展相应的压缩信号恢复算法。主要内容包含以下三个方面。本文介绍了分布式压缩感知、多观测向量的框架以及相应的联合恢复算法。针对DCS的三种联合稀疏模型,分别选择SiOMP、DCSSOMP、Texas DOI恢复算法进行研究,验证联合恢复相较于单通道信号的优势。然后结合实际的多通道结构振动信号的特点,确定第二种联合稀疏模型(Joint Sparsity Model 2,JSM2)作为适用于多通道结构振动压缩感知信号的模型。JSM2所用的分布式压缩感知同步正交匹配追踪(DCS Simultaneously Orthogonal Matching Pursuit,DCSSOMP)算法是一种经典的联合恢复算法。本文改变了DCSSOMP算法的原子选择公式从而大幅节约运算的时间,然后结合下采样(sub-sampling)以及AIC(Analog to Information Converter)采样,将改进的DCSSOMP算法应用于实际的结构压缩采样信号的联合恢复当中,验证了该稀疏模型和恢复算法对振动信号联合恢复可行性。文章验证了同步下采样和非同步下采样恢复效果是一致的,而AIC采样则在联合重构效果上略逊于下采样。本文最后研究了多观测向量问题中的比较新颖的基于增广子空间的多重信号分类(Subspace Augmented Multiple Signal Classification,SAMUSIC)算法,对比了SAMUSIC算法以及DCSSOMP算法的性能。证明了在无噪声且当信号个数比较多时,SAMUSIC算法是远优于DCSSOMP算法的,而在信号噪声比较大的情况下,SAMUSIC算法与DCSSOMP算法的恢复性能一致,同时也分析了两者的时间复杂度。最后将SAMUISC算法应用到实际结构压缩采样信号的联合重构中。

关键词： 转台   瞬时速率   巴特沃斯低通滤波器  

摘要： 速率指标是评价速率转台和其它具有速率功能的惯导测试设备的重要指标之一。针对惯性技术测试设备速率指标的测试方法无法反映转台运行中瞬时速率的问题,分析了转台瞬时速率波动的原因,在转台速率环引入巴特沃斯低通滤波器,通过MATLAB仿真分析和转台速率运行曲线,进一步说明了此滤波器的有效性。

关键词： IIR滤波器   MATLAB   数字滤波器   双线性   脉冲响应  

摘要： 数字滤波是数字信号处理的关键内容,可分为IIR和FIR两大类。对于IIR数字滤波器的设计,需要借助模拟原型滤波器,再将模拟滤波器转化为数字滤波器,文中采用的设计方法是脉冲响应不变法、双线性变换法。根据IIR滤波器的特点,在MATLAB坏境下分别用双线性变换法和脉冲响应不变法设计IIR低通数字滤波器,并比较两种方法的优缺点。

关键词： 有源滤波   巴特沃斯滤波   SIMULINK仿真  

摘要： 现实生活中存在各种各样的干扰和波动,但随着科技的发展与追求质量的要求,这些扰动干扰愈来愈受到人们的重视,本文采用经典的巴特沃斯数字滤波器对这些干扰进行过滤,取得了良好的效果。