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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 信息科学 » 信息综合 » 求信号处理方面的牛人指点
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hzbxjtu

新虫 (正式写手)

[求助] 求信号处理方面的牛人指点已有1人参与

各位大牛，信号处理中，通常利用理想信号作为滤波效果的衡量基准，或者在采集到的特征信号基础上人为叠加噪声，利用采集到的信号作为基准检验滤波效果，然而，实际应用中并不存在该理想信号，在此情况下，该如何检验滤波器的滤波效果呢？

[ Last edited by hzbxjtu on 2012-6-27 at 15:58 ]
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1楼2012-06-27 15:54:54
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回帖置顶 ( 共有2个 )

hzbxjtu

新虫 (正式写手)
hzbxjtu: 回帖置顶 2012-06-28 19:25:47
引用回帖:
5楼: Originally posted by nakada3861 at 2012-06-27 20:55:36
如果你只是想看看自己算的对不对，那就和matlab作对比。对于滤波的效果这个概念太宽泛了，一般有线性度，幅度和相位的频响等等。

是的，我就是想看看自己对真实信号滤波的准确度，比如我采样得到的真是信号，利用FFT可以得到幅频相位等的特性，但是其准确度并不能够完全保证，比如会产生近频干扰等问题，采用滤波器后，所得到的信号该去和谁比较呢？该怎么比较呢？
比如说，我想准确提取采样信号中的工频幅值，做FFT所得到的并不一定是完全准确的工频幅值，滤波后的信号的FFT结果的工频幅值也不一定就是完全准确的工频幅值，在这样的情况下，该如何衡量幅值提取的准确程度？
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6楼2012-06-27 22:09:59
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hzbxjtu

新虫 (正式写手)
hzbxjtu: 回帖置顶 2012-06-28 19:24:50
引用回帖:
8楼: Originally posted by 红旗飘飘2989 at 2012-06-28 02:00:58
首先我也不敢确定完全理解了你的问题，仅仅说一下我的理解。
信号处理发展很快，各种新的方法、处理手段越来越多。工程应用中信号哦处理方法的选择和性能评价，应该按照实际的工程要求进行选择和衡量。也就是说在 ...

做信号处理的目的在于什么呢？还不是为了应用于实际。可能你还是对工程背景不是很了解，工频指系统工作频率，而非市电频率的50Hz，频率可以很多，也有平稳的，也有非平稳的。当然，非常感谢你的回答，部分说法很有启发。但说实话还是没有完全解决问题。
至于你所说的工程背景我已经介绍过了，只是你没有理解，可能是学科的原因吧。
说详细些，举个例子，旋转机械在正常工作的情况下，可以采集其转子位移，采集到的信号中含有工频成分s，同时也包含了很多倍频成分ns，当然也含有很多的干扰d，因此可以看成是很多信号的叠加形式y=s+ns+d，通过滤波器可以将倍频成分和噪声干扰滤除，但是经过滤波后的信号并不一定能够完全与工频成分相吻合，在实际应用中又无法直接采集工频成分s，采集到的就是多重信号的叠加后的信号y，对于工频成分的幅值提取该如何实现？同时，在此种情况下，该如何衡量滤波器的滤波效果是否正确呢？
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11楼2012-06-28 10:54:51
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红旗飘飘2989

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
11楼: Originally posted by hzbxjtu at 2012-06-28 10:54:51
做信号处理的目的在于什么呢？还不是为了应用于实际。可能你还是对工程背景不是很了解，工频指系统工作频率，而非市电频率的50Hz，频率可以很多，也有平稳的，也有非平稳的。当然，非常感谢你的回答，部分说法很有 ...

很高兴看到你的回复。有一点需要事先按说明：
    ”信号处理的目的是为了应用于实际“这话不能算错，但是有点大，有点空。我所的信号处理的目的是指，在工程当中你分析一段信号前应该明确你要通过信号处理获得什么。原因就是信号处理的手段很多，目的不一样，选的方法不同。比如你想了解信号的成分，可能做谱分析就可以；如果你想提取或去除某些成分可能会需要自适应的方法。
    的确没有做过机械振动当面的信号分析，不过如果让我处理这段信号的话，我会按下面的方式处理：
1.先做一下谱分析，了解工频信号的能量主要分布在哪些频率成分上。
2.在1的基础上，根据工频信号的特征选择合适的信号处理方法。单频信号可能会采用自适应，宽带信号可能会设计带通滤波器。
    至于滤波器的性能你可以尝试自己造一段信号，用输入、输出信号对滤波器的性能进行分析，这也是很常用的一种方法。如果这种情况下滤波器的性能很优良而实际当中出现”经过滤波后的信号并不一定能够完全与工频成分相吻合“的情况，很大的原因在于对工频信号的分析不够精确。因为你采集到的信号是对实际信号的加窗截断，不能完全反应信号的特征。
    对了，楼主在杭州？
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hzbxjtu
16楼2012-06-28 21:04:52
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红旗飘飘2989

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
16楼: Originally posted by 红旗飘飘2989 at 2012-06-28 21:04:52
很高兴看到你的回复。有一点需要事先按说明：
    ”信号处理的目的是为了应用于实际“这话不能算错，但是有点大，有点空。我所的信号处理的目的是指，在工程当中你分析一段信号前应该明确你要通过信号处理获得什 ...

仅就我现阶段对这个问题的了解而言，我自己求不出工频成分（不考虑倍频）“精确幅度”，当然不排除其他人有好的方法。下面的方法也许可以估算一下（当然也不见得就适合你的工程背景）：
采集到的信号y,工频成分s,倍频成分ns(按照我的理解倍频成分随着n的增加，衰减越剧烈)，本地噪声n（包含用电造成的工频干扰，采集设备的电噪声，环境噪声），当设备运转时采集一段时间的信号y1=s+ns+n1，设备不运转时采集另外一段时间的信号y2=n2。假设两段时间里本地噪声平稳，所以可以用y2采集到的本地噪声代替y1中的本地噪声。如果上面的方法可以再你工程中应用的话，下面就可以通过计算本地噪声的功率，信号比，估算出工频信号的幅度。
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hzbxjtu
20楼2012-06-28 21:59:08
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hhuudd123

禁虫 (小有名气)
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30楼2012-06-29 19:35:10
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hhuudd123

禁虫 (小有名气)
★
感谢参与，应助指数 +1
hzbxjtu: 金币+1, ★有帮助 2012-06-27 19:14:45
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2楼2012-06-27 18:48:30
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hzbxjtu

新虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by hhuudd123 at 2012-06-27 18:48:30
呵呵    你的滤波器是频域的还是时域或空域的呢？滤波器已经物理实现了吗？你没用过信号发生器吗？ 还是只做一个仿真呢？   看到这个问题我蒙了下，你的意思是要检验这个滤波器的效果，但是是设计的考虑呢还是做一个 ...

通常做滤波器设计的时候都会用到理想信号S，然后叠加很多信号以后形成了d，利用滤波器对d进行滤波后得到了m，通常采用m与S的平方差的累积作为衡量标准，当然还有很多的衡量标准，但是通常都会用m与S的关系来衡量，然而，在实际的应用中，比如采集振动位移波形，里面含有很多的干扰，通过滤波器可以将干扰滤除，可是并不存在仿真过程中的理想信号S，所以无法衡量滤波效果，该用什么方法衡量该滤波器的滤波效果呢？
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3楼2012-06-27 19:14:25
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hhuudd123

禁虫 (小有名气)
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4楼2012-06-27 20:44:21
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nakada3861

新虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
hzbxjtu: 金币+2 2012-06-27 22:10:08
如果你只是想看看自己算的对不对，那就和matlab作对比。对于滤波的效果这个概念太宽泛了，一般有线性度，幅度和相位的频响等等。
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5楼2012-06-27 20:55:36
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hzbxjtu

新虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by hhuudd123 at 2012-06-27 20:44:21
呵呵   回答那么多一次给一个金币，对我智慧的考验啊！     根据你所描述的这个滤波器应该是依据统计来做的时域滤波。 你这个S是随机信号里的真实信号，所以你应该去看下该滤波器的资料，很多指标的哦，你这里 ...

希望你看清我的问题，另外就是希望你了解一下信号处理在工程应用方面的内容再做指点。
比如工频幅值提取、故障特征提取等方面的内容。
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7楼2012-06-27 22:11:41
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红旗飘飘2989

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by hzbxjtu at 2012-06-27 22:11:41
希望你看清我的问题，另外就是希望你了解一下信号处理在工程应用方面的内容再做指点。
比如工频幅值提取、故障特征提取等方面的内容。...

首先我也不敢确定完全理解了你的问题，仅仅说一下我的理解。
信号处理发展很快，各种新的方法、处理手段越来越多。工程应用中信号哦处理方法的选择和性能评价，应该按照实际的工程要求进行选择和衡量。也就是说在做事情之前应该明确自己的目的，知道自己想要什么！比如像你说的如果我想提取采集信号里的工频干扰，一般来说工频干扰的频率是已知的50Hz(不知道楼主在工程当中是否这样)，就可以使用Notch滤波器将工频干扰提取出来，然后分析滤波器输出、残差与输入信号的关系，就可以达到要求。
    如果项目不涉密的话把工程背景讲出来大家可能更好、更容易交流吧。啰嗦了很多不知道是不是你需要的
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8楼2012-06-28 02:00:58
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mamagoose

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
不要转牛角尖。理想信号加上噪声就是对实际信号的模拟啊。
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9楼2012-06-28 08:54:03
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gordon999

禁虫 (正式写手)
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10楼2012-06-28 09:39:59
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