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基于Volterra级数模型和核熵成分分析的控制阀粘滞故障检测
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作者 王俊伟 赵众 《过程工程学报》 北大核心 2025年第11期1168-1182,共15页
控制阀粘滞现象是导致工业过程控制回路振荡和阀门非线性行为的主要原因之一,这不仅会降低控制回路性能和缩短阀门使用寿命,还可能增加产品质量波动及能耗,因此,控制阀门粘滞的实时检测对保证过程平稳运行意义重大。基于时域的传统粘滞... 控制阀粘滞现象是导致工业过程控制回路振荡和阀门非线性行为的主要原因之一,这不仅会降低控制回路性能和缩短阀门使用寿命,还可能增加产品质量波动及能耗,因此,控制阀门粘滞的实时检测对保证过程平稳运行意义重大。基于时域的传统粘滞检测方法通过分析控制阀输入信号OP(Output Position)和过程变量PV(Process Variables)波形并计算粘滞指数判断粘滞是否存在。然而,在实际工业实践中,过程PV信号呈现非线性和非高斯的随机波动特征,基于时域波形分析的控制阀粘滞故障检测方法在准确率和泛化能力上存在局限性。针对实际过程的检测信号的随机波动特性,本工作提出了一种基于Volterra级数模型和角度方差指标(Angular Variance Index,AVI)的核熵成分分析(Kernel Entropy Component Analysis,KECA)故障检测方法。基于AVI的KECA定义为改进核熵成分分析(Improved Kernel Entropy Component Analysis,IKECA)。首先,基于二阶Volterra级数模型对非线性粘滞控制阀进行建模。其次,基于谱分析理论和二阶Volterra级数提取用于表征粘滞的OP-PV相位特征。然后针对故障和正常数据,利用KECA方法对多维特征进行降维、特征提取和分类,以差分向量角度方差指标作为统计量,通过核密度估计(Kernel Density Estimation,KDE)来确定识别控制限AVI_(Lim),从而实现对控制阀粘滞故障的实时检测。基于所提方法开发了工业应用软件,工业应用结果证实了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 粘滞检测 谱分析 二阶volterra级数 角度方差指标 核熵成分分析
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Volterra核函数在齿轮裂纹故障识别上的应用 被引量:5
2
作者 吴莎 高永生 谢文强 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期538-541,共4页
针对非线性条件下齿轮裂纹故障信号微弱以及受输入量变化的影响,进而给故障精准度带来的严峻考验,提出利用二阶Volterra核函数从系统整体角度分析裂纹故障与非线性因素变化之间的内在联系。利用时间序列辨识齿轮裂纹故障二阶Volterra核... 针对非线性条件下齿轮裂纹故障信号微弱以及受输入量变化的影响,进而给故障精准度带来的严峻考验,提出利用二阶Volterra核函数从系统整体角度分析裂纹故障与非线性因素变化之间的内在联系。利用时间序列辨识齿轮裂纹故障二阶Volterra核函数,分析谱图中反映齿轮运行状态的非线性信息。结果表明:二阶Volterra核函数考虑了输入因素对系统诊断精度的影响,对齿轮箱因工况改变而引起的非线性因素的变化反映十分敏感,从而解决了传统齿轮边频带故障诊断理论的模糊性和不确定性问题,可以将其应用于齿轮裂纹故障诊断。 展开更多
关键词 volterra 核函数 非线性 齿轮裂纹 故障诊断
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Volterra核的测量及在非线性模拟电路测试中的应用 被引量:10
3
作者 殷时蓉 陈光 谢永乐 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1134-1137,1142,共5页
研究了Volterra频域核的测量方法,提出一种利用优化正弦谐波信号作为系统的激励信号测量Volterra频域核的方法.将其用于测量2阶Volterra核时,没有1,3,5等奇数阶和4阶Volterra核的干扰,测量精度高.利用2阶Volterra频域核作为故障特征对... 研究了Volterra频域核的测量方法,提出一种利用优化正弦谐波信号作为系统的激励信号测量Volterra频域核的方法.将其用于测量2阶Volterra核时,没有1,3,5等奇数阶和4阶Volterra核的干扰,测量精度高.利用2阶Volterra频域核作为故障特征对非线性模拟电路进行故障诊断,仿真结果表明,故障识别率高,时间开销小,通用性强. 展开更多
关键词 故障诊断 volterra频域核 非线性模拟电路
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MIMO非线性系统辨识:Volterra级数法 被引量:14
4
作者 方洋旺 焦李成 《电路与系统学报》 CSCD 2000年第4期38-42,共5页
本文讨论了一般MIMO非线性系统的Volterra级数表示, 给出并证明了Volterra 核矩阵存在的条件。 提出了两种辨识Volterra 核矩阵的方法, 即随机响应法与脉冲响应法. 给出了利用系统的输入输出信号计算Volterra 核矩阵的公式。最后,利... 本文讨论了一般MIMO非线性系统的Volterra级数表示, 给出并证明了Volterra 核矩阵存在的条件。 提出了两种辨识Volterra 核矩阵的方法, 即随机响应法与脉冲响应法. 给出了利用系统的输入输出信号计算Volterra 核矩阵的公式。最后,利用仿真实例验证上述方法的有效性。 展开更多
关键词 MIMO非线性系统 volterra核矩阵 非线性辩识
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基于Volterra核二次型分布的非线性模拟电路软故障诊断 被引量:3
5
作者 邓勇 张禾 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1340-1344,共5页
针对非线性模拟电路软故障诊断的难题,基于Volterra核二次型分布—–Wigner Ville分布(WVD),提出一种故障特征提取的新方法.首先计算待测试电路(CUT)的Volterra核;然后对该Volterra核进行WVD转换,得到WVD函数,从中提取出故障特征,完成... 针对非线性模拟电路软故障诊断的难题,基于Volterra核二次型分布—–Wigner Ville分布(WVD),提出一种故障特征提取的新方法.首先计算待测试电路(CUT)的Volterra核;然后对该Volterra核进行WVD转换,得到WVD函数,从中提取出故障特征,完成非线性模拟电路的软故障诊断.仿真实验结果表明,该方法能有效地解决故障混叠难题,提升故障元件检测和定位的能力. 展开更多
关键词 非线性模拟电路 软故障 volterra WIGNER Ville分布
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Volterra高阶核新算法在涡轮转速控制上的应用 被引量:2
6
作者 段哲民 司伟 王海涛 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第3期102-105,113,共5页
给出了对非线性动态系统做任意精度逼近的Volterra级数高阶核的全新估算方法并将其应用于涡喷发动机的转速控制上。该方法在核函数理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra级数各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间中某一子... 给出了对非线性动态系统做任意精度逼近的Volterra级数高阶核的全新估算方法并将其应用于涡喷发动机的转速控制上。该方法在核函数理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra级数各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间中某一子空间上的投影的问题,使原本复杂的非线性系统的Volterra级数的逼近问题在线性空间中以向量内积的方式得到解决。与其他时域或频域估算Volterra核的方法相比较,该算法的优点在于理论体系严密、计算量不随阶数增高而成几何级数增加、辨识精度高。该方法理论上能够估算任意阶核,弥补了现有方法难以估算四阶以上核的缺点,可应用于动态系统和强非线性系统的建模。将发动机动态过程描述为四阶的Volterra级数模型。 展开更多
关键词 非线性 volterra级数 泛函 涡轮
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Volterra理论在滚动轴承内圈故障程度特征定量提取的研究 被引量:3
7
作者 王海涛 王琨 史丽晨 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期173-179,共7页
针对滚动轴承内圈不同损伤程度的特征提取问题,提出一种基于Volterra核函数理论和双谱分析相结合的故障特征定量提取方法。该方法利用系统输入输出振动信号确定Volterra模型;通过改进的多脉冲激励法对模型的Volterra核函数进行求解,并... 针对滚动轴承内圈不同损伤程度的特征提取问题,提出一种基于Volterra核函数理论和双谱分析相结合的故障特征定量提取方法。该方法利用系统输入输出振动信号确定Volterra模型;通过改进的多脉冲激励法对模型的Volterra核函数进行求解,并利用广义频率响应函数(GFRF)进行模型辨识;利用双谱及其切片谱图手段,分离并且量化提取二阶核函数中由于相位耦合所隐含的故障程度特征信息。利用滚动轴承试验台采集数据,对此分析方法进行实验验证,并与包络谱分析进行了对比。结果表明:在无明显冲击振动的情况下,利用双谱切片方法可以直观地对Volterra二阶核函数进行量化表述,并且能够有效地将正常轴承和不同损伤程度的内圈故障轴承进行区分。 展开更多
关键词 滚动轴承 特征提取 volterra级数 核函数 双谱切片
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基于线性空间投影的计算Volterra级数高阶核的方法 被引量:3
8
作者 司伟 段哲民 王海涛 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第11期3340-3342,共3页
研究了对非线性动态系统作任意精度逼近的Volterra级数高阶核的全新估计方法。该方法在核函数理论基础上构造特殊线性空间,将求解Volterra级数的各阶核的问题转换为求用输出观测向量在希尔伯特空间中某一子空间上的投影问题,使原本复杂... 研究了对非线性动态系统作任意精度逼近的Volterra级数高阶核的全新估计方法。该方法在核函数理论基础上构造特殊线性空间,将求解Volterra级数的各阶核的问题转换为求用输出观测向量在希尔伯特空间中某一子空间上的投影问题,使原本复杂、难以计算的非线性系统的Volterra级数的逼近问题在所构建的线性空间中巧妙地以向量内积的方式解决,并给出了具体算法。相比于其他时域或频域估计Volterra核的方法,该算法的优点在于理论体系严密、计算量不会随着阶数增高而呈几何级数增加,辨识精度高,理论上能够辨识出任意阶的核,弥补了迄今现有的各种估计Volterra核的方法难以估计超过四阶或更高阶核的缺点,特别能够应用在对动态系统和强非线性系统的建模上。仿真研究的结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 volterra级数 线性空间 泛函
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基于Volterra频域核辨识的非线性模拟电路故障诊断 被引量:15
9
作者 刘本德 胡昌华 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1167-1171,共5页
基于Volterra级数时域频域混合模型,提出了辨识非线性模拟电路频域核的故障诊断方法.利用混合模型辨识算法和范德蒙特法估计各种故障状态下电路响应的前3阶频域核,提取故障特征并与相应的故障模式一起构成特征样本集,借助于支持向量机... 基于Volterra级数时域频域混合模型,提出了辨识非线性模拟电路频域核的故障诊断方法.利用混合模型辨识算法和范德蒙特法估计各种故障状态下电路响应的前3阶频域核,提取故障特征并与相应的故障模式一起构成特征样本集,借助于支持向量机多分类器进行分类识别,实现非线性模拟电路的故障诊断.阐述了诊断原理及诊断步骤,并给出了诊断实例.仿真结果表明,该方法的故障识别率较高,便于计算机计算. 展开更多
关键词 非线性电路 故障诊断 volterra级数 频域核 支持向量机
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Volterra核优化的SRC人脸识别算法 被引量:1
10
作者 焦阳 赵嵩 《信阳师范学院学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第1期141-144,共4页
为了提高稀疏表示分类算法对属于同一方向不同类别样本的分类准确率,提出了一种基于Volterra核优化的稀疏表示分类算法。该算法首先将原始的人脸图像分成不重叠的小块,并利用Volterra核映射到高维空间。在训练阶段遵循费舍尔标准,根据... 为了提高稀疏表示分类算法对属于同一方向不同类别样本的分类准确率,提出了一种基于Volterra核优化的稀疏表示分类算法。该算法首先将原始的人脸图像分成不重叠的小块,并利用Volterra核映射到高维空间。在训练阶段遵循费舍尔标准,根据最大化类间距离和最小化类内距离来定义目标函数,从而获得优化Volterra核。与其他方法在ORL和YaleB标准数据集上进行对比实验,结果表明,采用Volterra核优化的SRC人脸识别分类方法在对样本的分类精度上提高了3%。 展开更多
关键词 人脸识别 volterra 稀疏表示分类 分类方法
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基于SABA优化的Volterra级数空战目标机动轨迹预测 被引量:4
11
作者 李战武 彭明毓 +3 位作者 高春庆 杨爱武 徐安 方诚喆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期503-513,共11页
目标机动轨迹预测是空战态势感知和目标威胁评估的重要前提。针对传统目标机动轨迹预测模型复杂度大、预测精度低等问题,通过分析并结合目标机动轨迹时序数据所具备的混沌特性,引入Volterra泛函级数模型进行目标机动轨迹预测。为解决Vol... 目标机动轨迹预测是空战态势感知和目标威胁评估的重要前提。针对传统目标机动轨迹预测模型复杂度大、预测精度低等问题,通过分析并结合目标机动轨迹时序数据所具备的混沌特性,引入Volterra泛函级数模型进行目标机动轨迹预测。为解决Volterra泛函级数模型中存在高阶核函数难以求解的问题,利用变异机制和自适应步长控制机制改进蝙蝠算法的寻优能力,进而构建了一种基于自适应蝙蝠算法(SABA)优化的Volterra泛函级数目标机动轨迹预测模型,并利用优化后不同阶数的Volterra泛函级数模型对目标未来机动轨迹进行预测。仿真实验中,通过与其他优化算法改进的Volterra泛函级数模型的预测精度对比,验证了所提预测模型的可行性,同时也说明了二阶Volterra泛函级数模型更加适用于目标机动轨迹预测。 展开更多
关键词 轨迹预测 volterra泛函级数模型 核参数优化 自适应蝙蝠算法 截断阶数
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基于Volterra核的ADC非线性校正实现
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作者 杨阳 赵显利 +1 位作者 陈越洋 卞珂心 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期5-8,共4页
为了消除非线性误差对模数转换器(ADC)的性能影响,同时提高ADC的精度,采用基于Volterra核的数字后台校正平台,实现了对ADC非线性的校正。完成了Volterra级数高阶核的快速分离与求解,并根据各阶核创建3阶反模型,最终搭建了数字后台校正... 为了消除非线性误差对模数转换器(ADC)的性能影响,同时提高ADC的精度,采用基于Volterra核的数字后台校正平台,实现了对ADC非线性的校正。完成了Volterra级数高阶核的快速分离与求解,并根据各阶核创建3阶反模型,最终搭建了数字后台校正平台。为了验证后台校正平台的普适性,针对所设计的Flash ADC和流水线ADC的版图后仿真结果进行校正。实验结果表明,2次和3次谐波均得到了较好的抑制,SNDR和SFDR均有不同程度的提高,达到了提高精度的目的。 展开更多
关键词 数字后台校正 A/D转换器 volterra 范德蒙特多项式
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Volterra高阶核的新算法在航空涡轮转速控制上的应用
13
作者 司伟 段哲民 王海涛 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第12期1856-1859,共4页
针对航空发动机的转速控制这个难题,提出了对非线性动态系统做建模研究的Volterra泛函方法的任意高阶核估计方法;该方法在核(kernel method)理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra泛函各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间... 针对航空发动机的转速控制这个难题,提出了对非线性动态系统做建模研究的Volterra泛函方法的任意高阶核估计方法;该方法在核(kernel method)理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra泛函各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间(Hilbert space)子空间上的分量,利用线性空间中向量内积的求解而间接辨识出复杂的非线性动态系统;相对于其它在时域或频域估计Volterra核的理论,该方法数学基础牢固、计算量不随辨识精度增高而大量增加、理论上能够对任意高阶核进行估计,可对强非线性动态系统进行辨识。 展开更多
关键词 航空涡轮 非线性 沃尔特拉 核方法 泛函
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基于Volterra频域核的非线性模拟电路故障诊断
14
作者 康辉 黄耀群 王金霞 《测试技术学报》 2011年第4期366-370,共5页
非线性模拟电路的故障特征的表征困难,另外基于神经网络的故障诊断存在收敛速度低及泛化能力差的问题.本文将非线性系统复杂的Volterra高阶核函数表示成一维数值解的形式,并以此来表征故障特征,同时借助小波变换与神经网络的优点,降低... 非线性模拟电路的故障特征的表征困难,另外基于神经网络的故障诊断存在收敛速度低及泛化能力差的问题.本文将非线性系统复杂的Volterra高阶核函数表示成一维数值解的形式,并以此来表征故障特征,同时借助小波变换与神经网络的优点,降低了输入特征矢量的维数,并且提高了泛化能力.实验结果表明:该方法建模简单,运算量小,具有一定的可行性和实用性. 展开更多
关键词 非线性模拟电路 故障诊断 volterra 小波变换 神经网络
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并联铁磁谐振电路的Volterra级数分析法
15
作者 张亦慧 林霄舸 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第5期82-87,共6页
对于铁磁谐振电路,由于铁芯线圈非线性的存在,使得其定量分析非常困难.本文利用Volterra级数分析法定量分析并联铁磁谐振电路,不仅能分析并联铁磁谐振电路的基波谐振曲线和端口伏─安特性,而且能够定量分析外加正弦电压时... 对于铁磁谐振电路,由于铁芯线圈非线性的存在,使得其定量分析非常困难.本文利用Volterra级数分析法定量分析并联铁磁谐振电路,不仅能分析并联铁磁谐振电路的基波谐振曲线和端口伏─安特性,而且能够定量分析外加正弦电压时,对应各阶Volterra核的各次谐波电流及铁芯线圈中各次谐波电流的总量.为分析含铁芯线圈的电路提供一种行之有效的方法. 展开更多
关键词 铁磁材料 伏特拉级数 谐振电路
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基于Volterra泛函级数的涡轮建模研究
16
作者 司伟 段哲民 王海涛 《测控技术》 CSCD 2008年第11期82-85,共4页
给出了对非线性动态系统做任意精度逼近的Volterra级数高阶核的全新估算方法并将其应用在涡喷发动机的转速控制上。该方法在核函数理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra级数各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间中某一子... 给出了对非线性动态系统做任意精度逼近的Volterra级数高阶核的全新估算方法并将其应用在涡喷发动机的转速控制上。该方法在核函数理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra级数各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间中某一子空间上的投影的问题,使原本复杂的非线性系统的Volterra级数的逼近问题在线性空间中以向量内积的方式得到解决。与其他时域或频域估算Volterra核的方法相比较,该算法的优点在于理论体系严密、计算量不随阶数增高而成几何级数增加、辨识精度高。该方法理论上能够估算任意阶核,弥补了现有方法难以估算四阶以上核的缺点,可应用于动态系统和强非线性系统的建模。将发动机动态过程描述为四阶的Volterra级数模型。 展开更多
关键词 非线性 volterra级数 泛函 涡轮
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弱非线性动态系统Volterra核自动测试系统的研究
17
作者 刘宝玲 张平 宋亚民 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第4期98-105,共8页
本文讨论弱非线性动态系统Volterra核自动测试系统的研制。应用Volterra泛函级数和计算机技术于非线性系统,本文结合频率域多点测量弱非线性系统前二阶核的算法QMMP2及测量前三阶核的算法QMMP3,设计了自动... 本文讨论弱非线性动态系统Volterra核自动测试系统的研制。应用Volterra泛函级数和计算机技术于非线性系统,本文结合频率域多点测量弱非线性系统前二阶核的算法QMMP2及测量前三阶核的算法QMMP3,设计了自动测试系统。本文给出应用该系统的两个测量实例。 展开更多
关键词 volterra 自动测试 非线性系统
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一类具弱奇性核Volterra积分方程的配置法求解
18
作者 张凯 张英楠 陈旭梅 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期186-190,共5页
研究一类具弱奇性核Volterra积分方程的配置法求解.利用压缩映射定理证明了该类方程解的存在唯一性,构造了求解这类方程的配置算法,并对算法进行误差分析,数值实验结果验证了理论的正确性.该数值方法可应用于更一般的非线性Volterra积... 研究一类具弱奇性核Volterra积分方程的配置法求解.利用压缩映射定理证明了该类方程解的存在唯一性,构造了求解这类方程的配置算法,并对算法进行误差分析,数值实验结果验证了理论的正确性.该数值方法可应用于更一般的非线性Volterra积分方程. 展开更多
关键词 弱奇性核 volterra积分方程 配置法
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基于Volterra级数和KPCA的旋转机械故障诊断方法研究 被引量:2
19
作者 蒋静 李志农 易小兵 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第1期119-122,共4页
提出一种基于Volterra级数和核函数主元分析(KPCA)的故障诊断方法。在提出的方法中,首先利用量子粒子群(QPSO)算法辨识出正常、转子裂纹、转子碰摩、基座松动四种状态下的Volterra级数,然后将Volterra级数作为特征向量输入到KPCA进行训... 提出一种基于Volterra级数和核函数主元分析(KPCA)的故障诊断方法。在提出的方法中,首先利用量子粒子群(QPSO)算法辨识出正常、转子裂纹、转子碰摩、基座松动四种状态下的Volterra级数,然后将Volterra级数作为特征向量输入到KPCA进行训练识别。实验结果表明,提出的方法是有效的,在只考虑一阶Volterra核的情况下不能进行很好地进行识别时,可以从二阶、三阶Volterra核上来区分。 展开更多
关键词 振动与波 volterra级数 量子粒子群(QPSO) 核函数主元分析(KPCA) 故障诊断
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简化频域Volterra级数的S模式信号接收系统特性 被引量:2
20
作者 宫峰勋 李建坤 《电信科学》 2022年第6期100-110,共11页
采用简化频域Volterra级数研究分析输入信号为S模式应答脉冲的多点定位(multilateration,MLAT)系统的非线性特性。首先以典型超外差接收系统为例,探索建立多点定位系统的简化频域Volterra级数模型和误差率模型;其次,研究建立基于核函数... 采用简化频域Volterra级数研究分析输入信号为S模式应答脉冲的多点定位(multilateration,MLAT)系统的非线性特性。首先以典型超外差接收系统为例,探索建立多点定位系统的简化频域Volterra级数模型和误差率模型;其次,研究建立基于核函数的S模式应答脉冲信号模型;最后分析输入基于核函数的S模式信号时,简化频域Volterra级数的S模式信号接收系统模型误差率。仿真结果表明,当输入基于核函数的S模式信号时,信噪比为15 dB的简化频域Volterra级数的接收系统模型误差率最小在23.23%以下;输入信噪比为16.25 dB的实际S模式测试信号时,该模型误差率最小在22%以下,小于误差率阈值。说明简化频域Volterra级数的接收系统模型可以准确地描述S模式信号接收系统的输出特性,为多点定位系统前导脉冲到达时间戳的识别奠定理论基础。 展开更多
关键词 简化频域volterra级数 S模式信号 非线性系统 核函数
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