信号分析处理

关键词： 信号 数字化 软件 分析

信号分析处理（精选十篇）

信号分析处理 篇1

一、信号处理分析

现阶段, 频移键控是我国铁路移频自动闭塞采用的调制方式, 其移频信号主要有法国UM71、国产4、8、18信息四类信号。在铁路机车的信号分析系统中, 通过对经过低频信号调制成为上、下边频交替化的移频波进行数据分析, 获取低频和上下边频的特征参数, 进而为信号分析处理提供参考依据。通常, 分析移频信号主要有基于频域和时域的两种方法, 而在机车信号分析系统中, 不同制式的移频信号即使在同一分析方法下, 其得到的信号特征参数会有较大差异, 这就要求, 在铁路机车信号系统中的信号处理分析具有一定的通用性, 同时, 在实际信号数据采样时, 出现现场随机噪音叠加现象是不可避免的, 进而要求了在对信号分析处理时, 需要有较强的抗干扰性, 以保证数据采集、分析的准确性。此外, 部分移频制式如18信息移频, 其低频之间的频率间隔相差仅0.5Hz, 这就给信号分析处理增加了难度, 要求信号处理系统有更高的精度。因此, 在机车信号系统中对信号的分析处理以分析精度和准确度为原则进行。为此, 我们在分析中主要采用小波的去噪算法来对数据样本进行处理, 进而运用零点计数法解调出低频, 在通过快速傅立叶计算出上下边频值, 在实际中这种算法在信号分析中取的良好的效果。

二、小波去噪的分析

在机车信号分析系统中, 对移频信号进行多尺度分解是去噪的基本思想, 也是去噪的第一步, 然后设置分解后每一级细节信号的阈值Ti (i为分解后的某一级数) , 在对信号分析处理过程中, 对于细节信号中大于设定的阈值Ti的信号, 认为是有用的信号, 对该信号进行保留, 进入下一级的分析, 反之, 则认为是由噪声产生的信号, 将其置为0, 予以舍弃。然后, 对保留的新的大于阈值的信号进行列序, 然后重新构建算法, 重建信号, 进而达到去噪的目的, 进而得到去除噪声的移频信号。显然, 在去噪的分析过程中, 每一级细节信号的阈值Ti是关键, 由于选用数据的时段不同, 叠加在采样数据上的噪音也会不同, 进而噪音的概率分布也会有所不同, 因此, 为了提高对噪音过滤的准确性, 即提高阈值设置的准确性, 可以选用自适应的阈值选取方案, 以根据噪音的不断变化的统计特点, 来确定最合适的阈值, 进而提高阈值设置的准确性, 提高系统对信号分析的准确性。目前, 在实际工程中, 由于样条小波具有很高的正则性和较好的线性相位特性, 在信号去噪中应用广泛, 如沪杭线机车信号处理分析就采用了该方法。

三、上、下边频的分析

为了达到机车信号系统中信号分析的精确度要求, 在信号分析中, 还要考虑频谱泄漏信号处理的影响。假设N个过滤波器对输入序列x (n) 的滤波处理, 信号采样周期为T, 则, 第k个等效滤波器的幅频特性有公式可以表示为:

由上述公式可以看出, 若取信号的整倍周期, 即Ti=NT, 则可以得到周期信号基频f0=1/NT, 则信号的第k次谐波分量kf0只有通过k个等效滤波器时增益为1, 其余均为0, 此时, 没有发生频谱泄漏现象, 若不是整倍周期, 很显然, 会发生频谱泄漏问题, 从中可以看出, 在解决频谱泄漏问题中, 对信号整周器节段分析是最有利的方案。但由于, 不同移频制式、不同轨道的上下边频都会变化很大, 整周期截取信号不容易做到, 因此, 在信号分析时, 可先对采样序列x (n) 加窗处理, 然后做离散傅立叶变换运算, 进而减弱频谱泄漏。在实际应用中, 不论采用哪种分析方法, 不同的技术只能对泄漏的抑制程度不同, 不能完全消除。因此在实际应用中, 为提高精度, 需要找到合适的信号处理方法。

结束语:综上所述, 在铁路机车信号分析系统中信号的处理一方面要注意采集信号的去噪, 提高信号处理准确性, 另一方面, 移频信号频谱的泄漏, 选用合适的函数算法, 进而提高信息处理的精度。并且在实际的应用中, 通过上述方法的分析, 也取得了良好的效果。

摘要：随着我国铁路事业的发展, 我国建成铁路里程已成为世界第一, 并且, 现阶段我国高铁项目建设正在如火如荼的进行, 为我国的经济发展提供了有力的支撑。在铁路机车运行中, 机车信号分析系统中的信号处理分析是关键环节, 其信号处理的准确性, 也影响着铁路机车运行的安全性。因此, 本文将主要分析了铁路机车信号分析系统中的信号处理的算法, 以期为信号处理的研制提供借鉴, 进而提高信号处理的准确性。

关键词：铁路机车,信号分析系统,信号处理,分析

参考文献

[1]白海威, 吴跃臣.机车信号及地面信息记录分析系统[J].中国铁路.2002, (02) :67-69

[2]苏子江.铁路主体化机车信号系统的合理应用[J].中国集体经济.2009, (24) :178

《信号分析与处理》教案 篇2

课程名称 ：信号分析与处理

本章节授课内容：绪论（信号概述）

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：3 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

本章主要介绍有关信号的基本概念 —— 信号、信号的分类，并介绍信号分析和信号处理的相关知识。

要求学生掌握信号、信息的概念及其相关之间的关系，理解信号分析和信号处理的概念。

授课主要内容及学时分配（2学时）

1．1 信号 1．2 信号的分类 1．3 信号分析与处理

辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

主要外语词汇

signal, periodic signal, nonperiodic signal, digital signal, analog signal, signal process

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001

2.郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统（第二版）．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．徐守时．信号与系统理论、方法和应用．合肥：中国科技大学出版社，1999

山东大学授课教案

课程名称 ：信号分析与处理

本章节授课内容：模拟信号的频谱分析

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：12 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

模拟信号分析是信号分析的基本内容之一，也是本课程的最基础部分。通过对模拟信号的频谱分析，掌握信号频谱的概念以及周期信号，非周期信号和抽样信号频谱特点，为离散信号的分析打下良好的基础。

要求学生掌握周期信号，非周期信号和抽样信号频谱分析方法，理解与掌握周期信号，非周期信号和抽样信号频谱特点。

授课主要内容及学时分配（12学时）

（2学时）2．1 连续时间信号的时域分析

（4学时）2．2 周期信号的频谱分析——傅里叶级数（4学时）2．3 非周期信号的频谱分析——傅里叶变换（2学时）2．4 抽样信号的傅里叶变换

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

1）掌握与理解频谱的基本概念。

2）掌握周期信号的频谱分析方法以及特点。（重点、难点）3）掌握非周期信号的频谱分析方法以及特点。（重点、难点）4）了解周期信号傅里叶级数和傅里叶变换的联系与区别。5）掌握抽样信号的傅里叶变换。

主要外语词汇

signal, periodic signal, nonperiodic signal, digital signal, analog signal, step signal, impulse signal, sine signal, cosine signal, rectangular pulse signal, complex exponential signal, Fourier analysis, Fourier transform, Fourier series, Fourier coefficient, spectrum density, amplitude spectrum, phase spectrum, complex spectrum.辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题

2-1 2-2 2-3 2-4 2-5

2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14 2-15 2-16 2-17 2-18

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001

2.郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统（第二版）．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．徐守时．信号与系统理论、方法和应用．合肥：中国科技大学出版社，1999

山东大学授课教案

课程名称 ：信号与系统

本章节授课内容：离散信号分析

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：10 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

离散信号分析是数字信号处理的基本内容之一，也是本课程的重点。通过对信号的频谱分析，掌握信号特征，以便对信号作进一步处理，达到提取有用信号的目的。

要求学生掌握离散信号分析方法，注重DTFT，DFS，DFT的基本概念，以及它们的区别与联系，熟悉FFT算法原理。

授课主要内容及学时分配（10学时）

（1学时）3．1 离散时间信号——序列（1学时）3．2 序列的z变换（1学时）3．3 序列的傅里叶变换（1学时）3．4 离散傅里叶级数（DFS）（2学时）3．5 离散傅里叶变换（DFT）（2学时）3．6 快速傅里叶变换（FFT）（2学时）3．7 离散傅里叶变换的应用

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

1）掌握与熟悉DTFT，DFS，DFT的基本概念。（重点）2）掌握DTFT，DFS，DFT的区别与联系。（重点、难点）3）熟悉FFT算法原理，正确绘制FFT运算蝶形图。4）了解DFT的应用。

主要外语词汇

discrete time signal, sequence, discrete time Fourier transform, discrete Fourier transform, discrete Fourier series, principal value sequence, convolution sum, bit-reversal, butterfly flow graph

辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题

3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-15 3-16 3-17 3-18

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001

2.郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统（第二版）．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．程佩青．数字信号处理教程（第二版）．北京：清华大学出版社，2001 7．陈怀琛．数字信号处理教程——MATLAB释义现实现．北京：电子工业出版社，2004

山东大学授课教案

课程名称 ：信号与系统

本章节授课内容：模拟滤波器的设计

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：6 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

信号处理中最广泛的应用是滤波。数字滤波器的设计是数字信号处理中最基本的技术之一。但是某些数字滤波器实质上是对模拟滤波器的模仿。通过本章的学习，了解模拟滤波器的基本概念和设计原理，为数字滤波器的学习打下基础。

要求学生掌握与理解模拟滤波器的基本概念及设计方法，掌握Butterworth 和Chebyshev模拟滤波器的设计。

授课主要内容及学时分配（6学时）

（2学时）

4．1 模拟滤波器的基本概念及设计方法（4学时）

4．2 模拟滤波器的设计

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

1）掌握与理解模拟滤波器的基本概念及设计方法。（重点）

2）掌握Butterworth 和Chebyshev模拟滤波器的设计。（重点、难点）3）了解频率变换法设计高通、带通和带阻滤波器的方法。

主要外语词汇

filter, Butterworth approximation, Chebyshev approximation , ideal low-pass filter, system function.辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题 4-1 4-2 4-3 4-4

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001 2．郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

5．陈行禄，秦永年．信号分析与处理．北京：航空航天大学出版社，1992 6．程佩青．数字信号处理教程（第二版）．北京：清华大学出版社，2001 7．陈怀琛．数字信号处理教程——MATLAB释义现实现．北京：电子工业出版社，2004

山东大学授课教案

课程名称 ：信号与系统

本章节授课内容：数字滤波器的设计

教学日期 授课教师姓名：李歧强

职称：教授

授课对象：自动化09级

授课时数：10 教材名称及版本：信号分析与处理

杨西侠、柯晶编著

授课方式（讲课√

实验

实习

设计）

本单元或章节的教学目的与要求

数字滤波器是数字信号处理中最重要的基本内容之一，通过本章的学习，了解数字滤波器的基本概念并掌握IIR和FIR的原理及设计方法。

授课主要内容及学时分配（10学时）

（1学时）5．1 基本概念

（3学时）5．2 IIR数字滤波器设计

（4学时）5．3 FIR数字滤波1 基本概念器设计（2学时）5．4数字滤波器的2 IIR数字滤波实现 3 FIR数字滤波

重点、难点及对学生的要求（掌握4数字滤波器的、熟悉、了解、自学）

1）掌握与理解数字滤波器的基本概念及设计方法。（重点）2）掌握IIR 和FIR模拟滤波器的设计。（重点、难点）3）了解数字滤波器的实现。

主要外语词汇

digital filter, impulse invariance, bilinear transformation, window function, finite impulse response(FIR), infinite impulse response(IIR), recursive digital filter, nonrecursive digital filter.辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示教等）多媒体课件

复习思考题

5-1 5-2

5-3

5-4

5-5

5-6

5-7 5-8 5-9 5-10 5-11

参考教材（资料）

1.周浩敏．信号处理技术基础．北京：航空航天大学出版社，2001 2．郑君里，应启绗，杨为理．信号与系统．北京：高等教育出版社，2000 3．Oppenheim A V, Willsky A S with Nawab S H.Signals and Systems(Second Edition).Prentic Hall,1999（清华大学出版社影印本）

4．Orfanidis S.J.Introduction to Signal Processing.Prentic Hall International,Inc,1996（清华大学出版社影印本）

企业铁路信号系统故障分析与处理 篇3

【摘要】随着铁路信号设备联锁系统的发展，对处理铁路信号故障的要求也越来越高，如何快速找到故障原因对及时处理故障至关重要，从而达到企业铁路运输追求利益最大化和对维修时效性的要求。

【关键词】铁路信号；故障；分析；处理

1.前言

我国的铁路系统经过近些年的建设和发展，取得了非常显著的进步，在世界范围内已经起着重要的地位，铁路建设的速度和总里程程处于世界领先水平。铁路信号系统对于铁路运输系统的重要性，就好比是神经系统对于人的重要性，它是保证机车车辆安全运行和提高铁路运输效率的不可缺少的工具。

2.铁路信号基础设备及其作用

铁路信号基础设备包括信号机、轨道电路、道岔转辙机、控制设备、电源设备和电线路。

在我国还有部分企业的专运线车站采用6502电气集中联锁系统和传统的计算机联锁系统，两种联锁系统都采取大量重力式继电器。而继电器有信息比较单一、对故障定位困难、维护检修的工作量很大、施工工作量很大及周期长、使用寿命较短等缺点。联锁系统层次结构见图1所示。

图1 联锁系统层次结构图

3.铁路信号设备故障分析

铁路信号设备故障是指在行车中由于设备原因影响正常行车或危及行车安全的故障。

3.1 铁路信号设备故障的分类分析

3.1.1按照故障原因分为：

（1）人为故障：因个别人进行违章作业造成的设备故障。

（2）设备故障：因为备件材料质量不过关造成的设备故障。

3.1.2按照故障范围可分为：

（1） 室内故障：控制台或配电室内设备发生的故障。

（2） 室外故障：基本上是发生在室外三大件的故障。

3.2铁路信号设备产生故障的原因分析

3.2.1客观原因

元器件变质：元件因老化损坏而导致的备件失效。

工艺缺陷：设计选型不配套或替代备件达不到使用要求造成的故障。

3.2.2主观原因

业务素质差：维修人员素质较差，缺乏必要的知识储备，不能准确判断出故障原因。

责任心不强：对企业不抱有主人翁态度，责任感差。

3.2.3外界原因

自然环境对铁路信号设备造成的影响。

4.故障处理

随着铁路的快速发展，铁路信号设备的科技含量不断增加，室内设备向着无维修、无故障方向发展，室内设备发生故障的概率微乎其微，所以信号设备故障的处理重点应转向室外。室外设备故障处理应重点掌握故障处理的步骤、程序，做到少一表不行，多一表不量，逐步压缩故障范围，做到有的放矢。

4.1室外三大设备故障处理程序

当铁路信号系统发生故障时，首先要通过各种手段判断出故障点是在控制室或配电室，还是室外电路出现故障，一般处理故障步骤如下：

第一步：从室内控制台上了解故障出现的表象，判断故障的大概区域；

第二步：分线盘上进行测量，区分室内、室外故障；

第三步：电缆盒、箱处测量，，区分电缆、设备故障。

以上三步一步都不能少，逐步将故障压缩在最小范围内，再根据压缩后的故障范围进行仔细查找，切忌盲目查找做到有的放矢。

4.2道岔故障及故障处理

4.2.1道岔障碍

道岔障碍就是指当正在进行轨道转换过程中，如果在道岔中存在阻碍道岔扳动的物体，极易导致轨道转换不能继续进行的现象发生。这种情况基本上都出现在尖轨与基本轨之间出现障碍物，导致出现尖轨转换不到位，存在造成列车脱轨的隐患。这类故障的预防工作一定要处理好，不然会引发更加严重的事故。

4.2.2轨道电路障碍

在信号联锁控制系统中，道岔是一个重要的组成部分，钢轨、道岔之间存在很多相关的联系，它们之间互相影响。在这个联锁系统当中每根钢轨都是轨道电路中的组成部分，都要参与电流的传送。如果轨道电路中的某根钢轨出现断裂导致电路断路的情况，可能就会造成整体的信号显示的不正常，从而引起连锁混乱，还有可能会发生电路短路，引发更严重的后果

4.2.3挤压道岔

挤压道岔简称挤岔，是指在机车车辆运行中当道岔已经关闭，但是仍有机车车辆强行依次通过辙岔、基本轨，造成切断挤岔销的同时切断道岔电路并报警。

图2 ZD6道岔不能启动处理流程图

注：①电压测量法可以用220V/40-100W灯泡代替，测试完立即拿下灯泡。

②电阻测量法在确认X2、X4无感应电压的情况下使用。

4.2.4 ZD6道岔不能启动，故障处理流程如图2所示。

4.2.5 ZD6道岔无表示

a、ZD6道岔表示线：X1、X3：定位表示；X2、X3：反位表示。

b、故障处理流程见图3。

图3 ZD6道岔无表示处理流程图

4.2.6道岔机械故障应急处理

道岔的机械故障是室外信号故障中最经常出现的故障，发生机械故障的原因是多方面的，针对一般的机械故障，按照图4的流程进行处理，一般可以较为顺利地排除故障。

图4 道岔机械故障应急处理流程图

4.3信号机故障处理

出现禁止灯光故障，要在控制台确认故障位置，在分线盘上测量电压，有220V交流电压就可判定是室外故障，然后在信号机旁的电缆盒处测量测量电压，就可判断出是信号机内故障还是电缆断线；如果在分线盘上没有电压，就断开电缆测量电压，以确认是故障在室内还是电缆短路。

4.4轨道电路故障处理 出现大面积红光带首先应怀疑供电电源故障，出现相邻的多处红光带故障应先怀疑送电电缆断线，相邻的二个轨道电路出现红光带应道先判断是绝缘不良。轨道电路发生红光带，首先在室内分线盘测量电压，当电压低于继电器吸起值，电压测量小于10.5V，故障在室外，需到现场进一步查找。

5.结束语

企业铁路信号与铁路运输效率密切相关，铁路运输效率与企业的经济效益又是环环相扣，在铁路信号出现故障时，只有迅速准确的判断出故障，才能及时的处理故障，从而保证铁路运输的秩序。

参考文献

[1]刘朝英，林瑜筠.铁路信号概论[M].北京：中国铁道出版社，2011.

[2]Junji Kikuchi，Masami Konishi，Jun Imai.Agent Based Material Transfer Scheduling in SteelWorks [J].IEEE，2007：1-4

[3]赵志熙.车站信号控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[4]程荫杭.铁路信号可靠性与安全性[M].北京：中国铁道出版社，2010.

信号分析处理 篇4

音频信号基础

声音是由分子的振动生成,自然界的声音会随着各种因素的变化而出现变化,声波的强弱程度采用振幅来表示,音调采用频率表示,高频信号代表声音非常尖锐,低频信号则意味着声音低沉。在日常生活中,人们听到的声音并不是一种单频率的声音,很多都是不同的频率和振幅组合而成。频率低于20Hz的信号为亚音,人们能够听到的声音频率在20Hz～20kHz。

傅里叶变换原理分析

Wav信号在采用数字信号处理中必须经过傅里叶变化,应用傅里叶变换目前有两个问题需要解决,数学中傅里叶变化的信号为连续信号,但是计算机职能处理数字信号,另外在数学处理中常采用无穷大概念,在实际的计算中,无穷大计算难以在计算机中实现。假设在Δt间隔时间内,连续均匀采样,变换为F(k)=∑f(n)e-j2πkm/N/N,f(n)=∑f(k)e-j2πkm/N/N,这个公式表示在计算机处理中,信号被看做周期信号来处理,信号周期相同,因此对音频文件采用中,经过傅里叶变换后,采样点不变。声音文件持续时间t=NΔt,采样频率f=1/Δt,在傅里叶变换中,k分别对应抽样值,Δf=1/(NΔt),其中Δf代表频率。

数字信号处理在wav信号分析中的应用

利用MATLAB熟悉处理软件,MATLAB集成了fft等函数,应用方面,数学运算能力强大。主要包括声音的采集、持续音的频谱分析和时变音短视频普分析,MATLAB提供了快速傅里叶变换的含糊,在windows系统中读入文件,采用fft求幅度值,观察正弦分量,求取频谱的反傅里叶反变换,分析波形变化,构造正弦信号。在应用MATLAB之前,需要明白声音信号属于一维信号,输入输出函数需要可以控制频率,fft()代表以微信号的变换,ifft()代表一维信号逆向傅里叶变换。

信号采取对应MATLAB代码(部分):[y,fs]=wavread (‘ding.wav’);yr=yr (1:1024);figure(‘numbertitle’,’off’,1024μaFFT');plot(linspace(-pi,pi,1024);yr1024=real (ifft(YR1024))。Wav文件的一次性傅里叶变换中选择一个wav文件作为分析的对象,选择每个windows系统为对象,在分析声波主要频率中先执行(部分)sound(w,fs,bits);size(y);plot (w (:,1));Figure=fft (y,32768);grid;[m.k]=max (abs (y)),将信号size (y)语句转变,此时需要处理大量的数据,求出频谱的最大值和对应的位置,得到两个峰值代表的频率,然后执行语句(部分):[m2,k2]=max(abs(Y(4000:5000)));f2=(4000+k2)*fs/N,得到频率,完成声波主要频率的分析。

在得到声波的频谱后,需要得到相应的时域值,在这里采用傅里叶反变换,重构正弦信号主要是找到幅度最大的正弦分量,用作后期与原始信号相比较之用,对应MATLAB代码(部分):[y,fs]=wavread (‘ding.wav’);yr=yr (1:1024);yr1024=real (ifft (YR1024));MAXSIN=zeros(1,1024);MAXSIN (1026-peaki)=ma×peak;subplot(2,1,1) plot (maxsin);wavplay (yr1024);wavplay(maxsin)。分析时变音短时频谱,利用“load chirp”载入matlab自带时变音,从信号中截取一个点,对应MATLAB代码(部分):loadchirp%y,Fslen=length(y);seg=y((i-1)*1024+1:i*1024);plot (linspace (-pi,pi,1024),fftshift (abs (fft (seg))))。

在对wav信号分析中采取一次性傅里叶变化存在点数过大的问题,由于语音是分音节的,因此需要采取分段分析,执行[w,fs,bits]=wavread (‘c:windowsmediading.wav’)得到文件的时域波形,执行(部分):u=w(:,1);length(u)/1024 z(i,:)=(fft(u(1024*(i-1)+1:1024*i),1024))’;figure;mesh (abs(z(:,1:200))’),实现分段分析。

在MATLAB中采用wavread函数读入ding.wav,采用wavrecord录制声音,采用wavplay播放声音,实现声音的采集。读入声音文件后将声音信号进行fft变化,将图形畸形对称转换,显示频谱,比较频谱图,发现fft变换图形形状类似,与原始信号图形基本保持一致,仅仅是在幅度上存在差别,验证结果正确,表示变换后的精度明显提高。

在利用频谱中最大幅度对应的频率重构正弦信号中,[maxpeak,peaki]函数用来确定最大幅度值和响应的位置,MAXSIN函数则是求取另外一个最大幅度值的函数,在取样点有限情况下产生镜像,取镜像中通过代码MAXSIN (1026-peaki)实现。通过载入时变音得到幅度谱,经过fft进行对称转换,每幅图都能够得到镜像。

结束语

信号分析处理 篇5

《信号分析与处理》考试大纲

课程名称：信号分析与处理

一、考试的总体要求

掌握连续和离散信号与系统的基本知识，连续和离散信号与系统的时域及变换域分析方法，信号的抽样与恢复，信号的调制与解调，系统的状态变量分析。

二、考试的内容

1.信号与系统的基础知识：信号和系统的概念及分类；信号的基本运算及典型信号的定义和性质；系统性质的判定。

2.连续时间系统的时域分析：线性系统微分方程式的建立与求解；系统全响应的自由响应和强迫响应分解形式；零输入响应和零状态响应；系统的单位冲激响应和单位阶跃响应的概念及求解；信号的时域分解和卷积积分的定义、性质、计算；卷积积分法求解线性时不变系统的零状态响应。

3.信号与系统的变换域分析：Fourier级数和Fourier变换的求解方法及基本性质；周期、非周期信号的频谱；运用Fourier分析方法对信号进行频谱分析；信号的抽样与恢复；Laplace变换定义、收敛域；Laplace变换的性质、Laplace逆变换；系统函数的定义、意义、求法与应用；系统函数的零、极点分布与系统特性的关系；系统的稳定性；连续离散时间系统的复频域框图与流图描述形式；任意信号激励下系统的稳态响应；信号的无失真传输和理想低通滤波器；系

统调制和解调的原理与实现；拉普拉斯变换在线性系统分析中的应用。

4.线性离散时间系统的分析：离散时间信号的表示、性质、运算及卷积和；线性离散时间系统的建模、分析；离散时间系统的单位响应；离散时间系统的零状态响应、零输入响应和全响应；Z变换定义、收敛域；Z变换与拉普拉斯变换的关系；Z变换的性质、Z逆变换；离散系统的Z变换分析；离散系统的系统函数；掌握离散时间系统的时域和Z域框图与流图描述形式；

5.系统的状态变量分析：状态、状态变量、状态矢量的概念；状态方程和输出方程的建立。

三、考试的题型

信号分析处理 篇6

[关键词] 机车信号 问题 分析 处理

随着列车速度的提高，机车交路的延长，铁路运输对机车信号的要求也越来越高，我国铁路《技规》提出了机车信号主体化的概念。福建省境内铁路均为单线铁路，有电气化铁路、也有非电气化铁路，采用半自动闭塞方式，安装的是接近连续式移频机车信号。

移频机车信号的基本工作原理是：在有移频发码的区段，钢轨中流通有移频信号电流，此电流在钢轨周围形成交变磁场，该磁场的磁力线穿过悬挂安装于机车导轮之前的接收线圈的铁芯，使绕在铁芯上的线圈中产生交变的感应电势，动作机车信号主机，从而将地面信号的显示传递到机车信号设备上来。

下面主要以福建省境内铁路采用最多的电气化区段25Hz相敏轨道电路为例，对移频机车信号的掉码、窜码等问题进行分析。

1 对轨道上流通电流的分析

在电气化区段的轨道上主要流通着三种电流：牵引电流、轨道电路信号电流、移频信号电流。信号电流和牵引电流在轨道内流通的情况如图1所示。

1.1 牵引电流

轨道上行驶电力机车时，驱动电力机车牵引电机的电流是用轨道（钢轨）和大地作为回线，构通电路的。正常情况下，钢轨中流过的牵引电流约占其总值的一半以上。福建电气化区段的接触网电压为27.5KV，牵引电流高达几百安培，畅通于轨道之中。在图1中用双箭头表示。

1.2 轨道电路信号电流

在装设有轨道电路的区段，轨道上流通有轨道电路的电流，称为轨道电路信号电流。轨道电路信号电流数值不大，而且只能在一定范围内流动。在图1中用单箭头表示。

1.3 移频信号电流

当具备发码条件时，移频发送设备向轨道上发送移频信号，形成的电流称为移频信号电流。移频信号是叠加在轨道电路上发送的，有送电端发码、受电端发码两种。

如图1所示，信号电流在轨条内方向相反，因此机车上的两个接收线圈需要同铭端相接，使所接收的信号电压相加。牵引电流在轨条内方向相同，如果数值相等，则接收线圈所接收的电压互相抵消，对机车信号设备基本上不产生干扰。

2 移频机车信号掉码、窜码原因分析

2.1 牵引电流等的干扰

机车信号的接收线圈一方面接收轨道内的信号电流，同时也接收轨道内的牵引电流。由于两根轨条纵向阻抗不相同，对地漏泄也不一样，因此两根轨条上的牵引电流就不可能完全一样，故对机车信号将产生干扰。干扰的强度取决于牵引电流的大小和轨道不平衡系数。主要表现为窜码、区间乱上灯等。

2.2 入口电流调整有问题

入口电流调整得太小，就有可能造成机车信号掉码、甚至无法正常接收信号。而入口电流调整得太大，机车信号就容易受邻线干扰而造成错误动作，主要表现为在道岔区段窜红黄码、点红灯。

2.3 施工的遗留问题

由于原先机车信号的地位不像现在这么重要，掉码、窜码的问题也不像现在这么受重视，因而在施工方法、施工工艺上存在着一些缺陷。如电缆没有对绞使用、未使用屏蔽线等，是造成邻线干扰窜码的重要原因。

2.4 设备陈旧、老化，故障率升高

⑴ 车载设备

与JT-C系列主体化机车信号相比，通用式机车信号设备的安全性和可靠性较差。而且多数已上道使用6-8年，电子元器件呈老化趋势，设备运用不稳定、故障率较高。

⑵ 地面设备

我段管内未大修改造过的车站均采用老的四信息设备，大多是1990年左右上道使用，寿命已接近、达到或超过15年。电源盒、发送盒的设备故障率比较高。

⑶ 漳泉线大部分车站道岔区段采用单轨条发码

由于采用单轨条发码，只能由1个机感来感应钢轨电流，感应电压要比双轨条发码要低一半，而且一旦有1个机感性能不良将直接影响机车信号的接收。漳泉线还有格口、小舟、福德、感德、剑斗、长基6个站由于道岔区段的道岔角钢、轨距拉杆没有安装绝缘，地面移频信号随着道床漏泄的变化，引起发码电流的分流，轨面移频电流下降，经常发生道岔区段机车信号瞬间掉码1－2秒。

3 相关措施

3.1 合理确定入口电流调整的范围

铁道部2006年版的《铁路信号维护规则》对移频制式下不同载频的钢轨最小短路电流做出了明确规定，见表1。目前福建省境内铁路的机车信号载频统一为：下行载频750 Hz，上行载频650 Hz。

移频信号是迎着列车运行方向发送的，当列车轮压入轨道电路入口端时，形成的移频信号短路电流即为入口电流。由于有钢轨的衰耗，出口电流要远大于入口电流，即在出口端为机车信号提供最大的短路电流。只要入口端短路电流能够满足机车信号设备的工作要求，在出口端也应能使机车信号正常工作。

3.1.1 入口电流调整的下限

《铁路信号维护规则》规定：“在最不利条件下，入口电流应满足机车信号可靠工作”。 轨道电路机车信号状态的最不利条件为：电源电压、道渣电阻最小，钢轨阻抗最大。对比表1中“钢轨最小短路电流”和机车灵敏度的“钢轨短路电流电流值”，可以看出“钢轨最小短路电流”已考虑了一定的安全系数。

如果入口电流调整得太小，就有可能造成机车信号掉码、甚至无法正常接收信号。因此，建议入口电流测试值的下限调整在“钢轨最小短路电流”的1.5倍较为合适。

3.1.2 入口电流调整的上限

对照表1可知，电气化区段的入口端移频最小钢轨短路电流要比非电气化区段的大近3倍。如果机车信号按电气化区段调整灵敏度，列车在非电气化区段运行，机车信号就不能正常的工作。机车信号按非电气化区段调整灵敏度，列车在电气化区段运行，机车信号就会受邻线和电气化牵引电流干扰而造成错误动作。

福建省境内铁路鹰厦线、原外福线已实现了电气化，但原横南线、漳泉线、漳龙线等仍为非电气化铁路。韶山型电力机车只能运行于电气化区段，而东风型内燃机车既可运行于电气化区段、又可运行于非电气化区段。因而对东风型内燃机车只能按照非电气化区段设置机车信号灵敏度。

因此，轨道电路区段的入口电流调整不宜过大，建议入口电流测试值的上限调整在“钢轨最小短路电流”的5倍较为合适。

3.1.3 入口电流的调整范围

建议轨道电路区段的移频入口电流一般调整为钢轨最小短路电流的1.5～3倍，即载频650HZ电气化区段入口电流一般调整为180-600mA，载频750HZ电气化区段入口电流一般调整为140-460mA。而且相邻股道的入口电流应基本调整一致，偏差不超过50％。

3.2 正确调整机车信号入口电流

4信息、8信息、12信息等移频电码化的入口电流调整，由于受到设备、器材类型的限制，可用于进行调整的部件并不多。

3.2.1 4信息移频电码化

对于4信息移频电码化,发送盒通过站内移频防雷单元FL向室外发送移频信号。防雷单元FL中的变压器大都采用BPF-D型，只有2档能用于调整，即由1、2端子输入，连接4-5端子，使用3、4、5端子时输出电压1：5，使用3、6端子时输出电压1：10。

3.2.2 8信息、12信息移频电码化

对于8信息、12信息移频电码化，发送盘通过室内匹配防雷单元FP2-M和送电端隔离器DGL2-F或受电端隔离器DGL2-R向室外发送移频信号。送、受电端隔离器的作用是使轨道电源和移频信号互不影响，其使用端子不可调整，现在新上道的送、受电端隔离器已普遍使用DGL4型。室内匹配防雷单元FP2-M中的防雷匹配变压器，BLP型为旧型不可调整；BLP1型为新型，由1、2端子输入，输出可由3、4、5端子进行组合。

3.2.3 入口电流的调整办法

如果是入口电流太大，除可调整室内防雷单元内的变压器端子之外，也可以采取在防雷变压器的二次侧串接1千欧可调电阻的办法。而如果是入口电流太小，就只能通过调整室内防雷单元内的变压器端子来提高入口电流了。

提高入口电流的办法不是很多，但是在实际运用中入口电流太小的情况比较少见。因为只要移频发送设备符合技术要求，目前既有的设备是能够满足入口电流条件的。如果经过上述调整入口电流仍不达标的话，就应该考虑钢轨引接线、道岔跳线、钢轨接续线等是否存在接触不良，经过克服、整治后，入口电流应能明显提高。

3.3 加强对机车信号记录器的分析、统计和闭环工作

福建省境内铁路已大量使用主体化机车信号。JT-C系列主体化机车信号都装有机车信号记录器2.0，能够采集并记录来自机车信号接收线圈的信号波形，实现对机车信号的动态运行信息进行数据的采集和存储。

入口电流的调整相对来说并不简单，因此建议不要轻易调整入口电流，可利用机车信号记录器数据分析处理软件2.0进行分析。对较常发生掉码、窜码等情况的轨道电路区段，经分析主机电压值确实有问题后再组织进行调整。

目前我们采用的移频轨道电路特性评定标准见表2。

3.4 深化机车信号专项整治

3.4.1 加大对掉码、窜码等惯性故障的追踪力度

进行记录器数据分析时发现的掉码、窜码问题，应记录、建立台帐，由调度通知现场车间处理、进行追踪，并将追踪情况报技术科主管工程师。

3.4.2 对入口电流不合格的区段进行调整

认真做好每年2次的入口电流测试、调整工作。由信号试验室到各现场车间指导1个站的调整，然后对入口电流不合格的区段的调整工作由各车间组织进行。

3.4.3 争取加大投资力度，加快设备更新改造

⑴ 加快JT-C一体化机车信号的改造进度，争取在2008年底完成全部改造任务。JT-C一体化机车信号采用双套热备冗余系统，工作稳定、可靠性强。

⑵ 争取取缔单轨条发码，将管内地面四信息移频设备改造为12信息移频设备。

⑶ 先期将泉州6个站单轨条发送道岔区段改造，道岔角钢、轨距拉杆等加装绝缘。

3.4.4 有针对性地进行整治，克服施工遗留问题

⑴ 发送线对或接收线对均应对绞使用，相同载频的发送线对和接收线对不能使用同一根电缆、不准设在同一星绞组内。

⑵ 室内移频架以及到分线盘配线是否采用对绞软线（电化区段须使用屏蔽线，并接地良好）。

⑶ 交流480轨道电路的过轨电缆不能盘圈、摆在同一箱子内的变压器应尽量安装远一些等。

参考文献

[1] 铁路信号维护规则. 中国铁道出版社.2006

信号分析处理 篇7

1 问题的提出

在变电所检修时, 变电所反应缺陷, 当发延时信号时, 只有光字牌亮而没有警铃响;但是试验延时信号音响时, 警铃正常。

2 现象分析

2.1 装置原理:如图1。

它的起动回路是3XMJ及5XMJ初级绕组反接极性串联在一起的, 3XMJ的作用时光字牌灯由灭到亮的过程中动作即正脉冲动作。5XMJ的作用是光子牌灯由亮到灭的过程中动作, 即负脉冲动作。3XMJ的6-14常开接点是串接在5XMJ的保持回路中, 而5XMJ的4-5常闭接点又是串接在3XMJ的保持回路中。5XMJ的动作必须在3XMJ动作后, 而5XMJ的动作又使3XMJ返回。即正脉冲3XMJ动作并自保持, 同时起动2SJ延时后, 7ZJ动作发警铃, 此过程中如果光字牌灯灭, 即负脉冲出现, 5XMJ立即动作, 将3XMJ保持回路断开, 此时无论是2SJ在延时过程中, 还是发警铃音响, 装置都将复归到原始状态。也就是说装置除自动复归、手动复归外还有光字灯熄灭复归。

2.2 脉冲继电器是采用ZC-23, 它的内部图见图2。

主要核心时微分变流器, 它的作用时靠微分量电流启动干簧继电器GHJ, 即只有突变量才能使GHJ动作。如果不是突变量继电器是不动的, 如从0A经1分钟变到1A, 虽然幅值很高, 但变化率低, 电流传变不到二次, 继电器不动作。

2.3 由于试验延时信号警铃响, 而发光字时警铃不响, 回路检查正确。问题出在光字牌上, 用“记忆”示波器测光字牌两端波形见图3。

有高于电源电压的尖脉冲存在, 此尖脉冲时如何产生的呢?将延时回路等效图画出见图4。

能使灯两端电压高出电源电压, 只有3XMJ、5XMJ自感作用, 要使3XMJ、5XMJ有自感电势产生且于电源叠加的电压和大于电源电压只能使回路电阻突然增大。造成这种现象的可能性知识光字牌冷态到热态的过程中电阻发生剧变。

测试单个灯泡电阻270Ω左右, 而发光时的电阻是3KΩ左右, 这就是说一个灯具冷态电阻是135Ω左右, 热态1.5KΩ, 即正脉冲是由零到1.63A (I冷=220V/135Ω=1.63A) , 随后降到0.15A (I热=220V/1.5KV) 相当于产生一个负脉冲。这个值di/dt=1.63-0.15=1.47A幅值满足, 持续时间有可能满足也有可能不满足, 这由回路参数决定。这个负脉冲使5XMJ动作, 使装置返回。

3 改进处理

既然现象和问题所在分析明确, 那么就能找出解决问题的办法, 主要有三种方法: (1) 降低5XMJ的灵敏度, 来躲过光字灯由热态到热态过程的负脉冲作用, 这是因为灵敏度低, 脉冲作用时间相对缩短。 (2) 在回路中串适当电阻, 降低变化率, 由于脉冲继电器所用的检测元件时微分变流器变化率低在转变到二次绕组的能量减少, 使继电器不动作。 (3) 改变回路参数, 最明显的例子时改变5XMJ回路的电容, 将4个电容去掉改换小容量 (0.4μF) 电容。现场实际采用第三种方法, 并经得起实践的考验。

摘要：针对中央信号装置出现的有灯光无音响信号现象, 对延时预告回路进行简述, 从理论上细致的分析可造成此现象的原因, 并提出了处理方法。

《信号分析与处理》双语教学的探索 篇8

双语教学和研究性教学是当前教育教学研究的热点之一。结合北京航空航天大学 (简称北航) 《信号分析与处理》双语课程的教学实践, 重点探讨了如何把双语教学与研究性教学两者相结合, 以利于充分发挥两者在课程教学中的优势, 从而较大提高教学质量。

2001年8月, 教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出:“为适应经济全球化和科技革命的挑战, 本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业, 更要先行一步, 力争三年内, 外语教学课程达到所开课程的5%～10%。”教育部本科教学评价方案中也规定, 达到优秀标准的学校, 双语教学的课程要占到8%以上。2004年2月21日, 教育部高教司在其主办的高校双语教学工作研讨会上决定将双语教学开展情况作为高等学校状态数据十项指标之一。

所谓双语教学, 即用非母语进行部分或全部非语言学科的教学, 其实际内涵因国家、地区不同而存在差异。我国及不少亚洲国家和地区正在探索试验的双语教学, 一般是指用英语进行学科教学的一种体系。因此, 目前开始试验推广的双语教学的内涵也应属这一范畴。国际通行的一般意义的双语教育的基本要求是:在教育过程中, 有计划、有系统地使用两种语言作为教学媒体, 使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上, 均能达到顺利而自然的发展。在这里, 第二种语言是教学的语言和手段而不是教学的内容或科目。

2. 开展《信号分析与处理》双语教学的必要性

北航仪器科学与光电工程学院本科生核心课程《信号分析与处理》采用国外具有代表性和先进性的原版教材为参考书, 并采用双语进行讲授、交流和阶段考核。通过双语教学, 可使学生初步具备离开字典直接阅读专业英文版教材、外文期刊资料的能力;促使学生多渠道、特别是借助互联网, 了解国外本专业最新的学术动态和各种学术观点, 扩大学生的专业视野;有助于学生利用最新的外文资料进行学术研究。我们在进行双语教学探索的同时考虑以下三个因素:

(1) 选择优秀的英文原著作为参考教材;

(2) 培养一批高素质的任课教师, 特别是具有一年以上较长期国外留学经历的青年教师;

(3) 引导学生相互学习和自我学习。

世界各国的教学研究证明, 双语教学能够使学生在学术视野, 认知能力, 口语表达能力, 解决问题的能力, 思维的抽象化和思考的全面性等方面优于其他同龄的非双语学习者, 这种优势有助于他们更好地适应环境和更快地发展。

同时, 国外的一些双语教育实践证明, 双语教育能够比较省时、省力地培养学生的语言能力, 尤其是第二语言的能力。例如, 加拿大法语沉浸式双语教育课程的结果显示, 那些以英语为母语参加课程的学生, 通过七、八年的学校教育, 其法语水平和以法语为母语的学生相差无几。同专门把法语作为一门第二语言而学习的英语为母语的学生相比, 他们的法语水平远远超越后者。香港的一些国际学校的实践结果也可以对此佐证。教学语言对生成语言能力的促进作用由此可窥一斑。

我校教师可以从双语教学的过程中借鉴国外现代的教学理念、先进的教学方法和手段, 更新教育思想, 并与国际人才培养新体系相接轨, 从而实现自身职业的永续发展。学校通过实施双语教学能够拥有一批同时具备语言和学科专业授课能力的优秀双语教师队伍, 有效提高其国际竞争力。此外, 使用双语授课还能够不断提高师资队伍的教学水平及学术水平, 加速教材更新, 起到促进学校专业建设和教学改革的作用。目前, 我国教育正在逐步走向国际化。双语教学既有利于培养具备国际竞争力的本土人才, 又能吸引更多的国际学生, 进而有效地提高我国高等教育的国际竞争力。

3. 开展《信号分析与处理》双语教学的方式

目前北航《信号分析与处理》课程开设在大三, 因为大三学生的外语水平一般都已达到大学英语四、六级水平, 而且对本专业的知识已经有了较为深刻的理解和认识, 而大一、大二的学生英语水平还在提高阶段, 对本专业知识的理解较为浮浅, 大四的学生面临考研、找工作等现实压力。选择在大三学年针对《信号分析与处理》科目开展双语教学是最佳时期。因此, 北航仪器科学与光电工程学院把本科三年级下学期的《信号分析与处理》课程作为双语教学和研究性教学的试点课程之一。另外, 北航的大学英语开设在一、二年级, 大三时学生普遍已有了较好的英语基础。双语教学可延续英语的学习, 符合大学英语四年连续学习的指导方针, 对英语的掌握可起到一定的促进和提高的作用。而且可在基础英语学习之后, 将学生的英语学习兴趣转移到自己的专业上来。学生也基本上完成了专业基础课和专业主干课程的学习, 具备了相应的专业基础知识, 正是学生渴望探究科学原理过程的时候, 此时进行研究性教学也是最佳时机。

北航的《信号分析与处理》双语教学的方式主要采用以下方式进行:

(1) 渗透型双语教学

渗透型双语教学, 是在正常教授《信号分析与处理》课程中适当穿插使用英语。这种方法主要在授课初期和本科教学时使用, 因学生的英语水平有限, 作为双语教学的过渡, 教师在讲授中使用一些常规的英语课堂用语, 或是用英语讲解一些名词术语, 并辅以中文解说。

(2) 穿插型双语教学

穿插型双语教学, 交替使用中英文两种语言教授《信号分析与处理》。在讲授过程中, 根据教材的难易和学生的接受能力, 较难的部分以中文讲授为主, 在学生理解专业知识的基础上适当用英文作为补充解释;在学生较易接受的部分, 主要以英文讲授为主, 适当加以汉语解释和说明。

4.《信号分析与处理》双语教学的结果分析

北航的《信号分析与处理》课程由具有丰富国外研究经历的教授和讲师担任任课教师。在授课过程中, 任课教师首先介绍本节课的主要内容、重点难点, 然后, 再结合实例详细讲解每一个知识点。知识点讲授完后, 进行提问或者给出若干思考题目供大家思考、讨论。国外教学模式和我国教学模式有着一定的区别, 由于我们的学生是刚刚开始接触部分、全英文授课, 需要根据学生和课程的特点, 选择适合的教学模式和方法。

双语教学的目的在于提高学生利用英文获取新知识、新技能的能力, 使学生通过广泛的英文阅读接触国际上本专业或相关领域最新的科技发展动态, 因此, 教师必须对专业发展现状有很好的把握, 对专业发展前沿有深刻的了解。

在推行双语课的初期, 选择双语课的学生可能会对期末考试有一定顾虑, 由于我校初步探索双语教学的方式, 我们认为以提高学生的综合素质为最终教学目的是必要的。因此, 双语课的期末考试可以采用英汉并用的形式, 每一道题既有英语形式又有汉语形式, 而学生答题时既可以选择英语也可以选择汉语, 这既解决了学生的语言障碍, 又体现了双语教学。初期过后在对学生的双语学习评价方面, 可以从技能考核和学科考试两方面进行。其中技能考核包括英语书写的听课、读书笔记、课前对话演讲、原版教材课外阅读和积累情况、实践能力等;对于学科考试, 期末教师可制定开卷考试试题, 可查看外文资料、字典等工具书, 内容可有用英文解释名词、写出关键词、简答题等。这种开放性的考试方法和多元化的评价形式, 再加上科学化的阅卷等手段加强了对学生学习过程的评价。

在课堂上, 对于教师的提问学生要用英语作答。这样, 一方面培养学生对专业内容用英语思维的能力, 另一方面, 教师也能够及时地了解学生的学习状况, 不断地调整教学方法。在讲完每一节的内容之后布置相应的作业题, 要求部分作业用英语作答。同时, 要求学生善于学习教材上对问题描述的方式, 将其应用到自己作业解答中去, 进而提高英文写作的能力。

指定一些相关教材的内容让学生去阅读, 写读书摘要。摘要不是对其中的内容简单地摘抄, 而是用自己的语言 (英语) 进行简明扼要的复述。注重课堂总结和课后阅读相结合, 譬如英文文献的翻译阅读, 学会检索相关领域的文献。相信, 随着计算机技术的迅猛发展和日益普及, 双语教学的探索与实践可为工科大学生的毕业设计以及将来走向社会奠定较宽广的专业基础知识。

在条件容许的情况下, 我们推荐学生做与他们所学专业相关的国际学术会议的志愿者, 熟悉国际会议的组织程序, 通过与参加国际会议的专家进行交谈, 了解各专家的研究方向, 了解与会议相关主题的发展动态, 熟悉国际会议文章的一些写作特点, 感受应用英语进行学术交流的氛围和乐趣。实践证明, 通过上述形式多样的训练方式, 学生的专业英语阅读能力、专业英语语言表达能力和专业知识水平在实践中逐步提高。为进入研究生阶段更好的快速融入科研生活做好充分的准备。

5.《信号分析与处理》双语教学的未来发展

我校的《信号分析与处理》双语教学正处于探索与实践的初期阶段, 我们仍然面临以下几点问题:

(1) 提高教师队伍的英语授课能力。我们的授课教师选择的是具有国外研究背景的教授和讲师, 但是作为一名大学教师, 需要进一步揣摩大学生的英语接受能力, 了解18岁到22岁学生的英语基础。既要学生们能够学习《信号分析与处理》的学科知识, 又可以进一步提高他们的英语综合水平。

(2) 消除学生对双语教学的紧张情绪和厌烦心理。作为非母语的授课方式, 绝大多数同学可能在初期会产生紧张情绪, 或者是厌烦心理。我们的教学目的以《信号分析与处理》课程的教学内容和任务为主, 英语学习能力的提高为辅。不过分强调英语考核, 做到既能考察学生学习的情况, 又能让大家不会为考试而学英语, 从而避免把专业课的双语教学推向英语课的一边。

(3) 选择双语教学中的听说读写中的重要性排序, 目前以我们的教学结果分析来看, 教学中阅读能力是很重要的环节, 本科学生面临着继续深造和毕业工作的双重选择。研究生的自我学习能力中, 很大一部分包含了英文材料的阅读和理解, 这是研究型工作的基础部分。毕业工作的同学同样面临着要求从事研究、开发等工作, 能够用英语熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法以及各种手册, 并能用英语娴熟地撰写比较地道的学术论文、技术报告和文档。综上所述, 我们在教学中以阅读能力的提高为首要工作任务。

6. 结语

《信号分析与处理》作为双语课程来开设, 本身也是专业课程教学的一个改革。在此基础上, 为了培养符合科技发展、社会需要的复合型人才, 我们的双语课程教学也要不断改进教学理念、教学模式和教学方法, 在探索中前进, 在摸索中提高。自2007年以来, 我们通过不断努力和改革, 逐步提高双语教学的教学效果。当然我们的教学还存在许多有待改进之处, 需要在以后的工作中不断探索和提高。未来几年, 双语教学将是我校教学改革的重要内容之一。我们坚信, 在学校领导以及其它相关部门的大力支持下, 在全体师生的共同努力下, 《信号分析与处理》双语教学终将成为我校教学改革中一道亮丽的风景线, 为我校培养出更多全面发展的复合型、国际型人才。

摘要：依据北京航空航天大学《信号分析与处理》课程教改内容, 本文针对工科院校核心专业课程的双语教学进行了初步探讨。论述了开展《信号分析与处理》课程双语教学的必要性, 分析了北京航空航天大学《信号分析与处理》双语教学的方式, 结合教学内容, 论述了双语教学的结果。针对仍然存在的问题, 对《信号分析与处理》课程双语教学的进一步发展进行了展望。

信号分析处理 篇9

系统仿真是近30年才发展起来的一门新兴技术学科, 它涉及到各专业理论与技术, 如系统分析、控制理论、信号处理、图象处理、计算方法等。系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础之上的, 以计算机和其他专用物理效应设备为工具, 利用系统模型对真实或假设的系统进行试验, 并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究, 进而做出决策的一门综合的实验性学科。它不是对原型的简单再现, 而是按照研究的侧重点对系统进行提炼。以利于研究者抓住问题的本质, 这种建立在模型系统上的实验技术, 称为仿真技术或模拟技术。

系统仿真的研究重点在于仿真环节即在模型建立之后, 设计适当的算法, 并编制成计算机程序。由此, 便产生了很多仿真算法和仿真软件, 其中以MATLAB提供的动态仿真工具Simulink最为耀眼, 它不仅具有强大的功能, 并且具有很好的使用性。

Simulink是MATLAB的一个附加组件为用户提供了一个建模与仿真的工作平台。实际上, 它是一种用来实现计算机仿真的软件工具。对于比较复杂的非线性系统效果更加明显。

Simulink可以用于模拟线性系统和非线性系统, 连续与非连续系统, 或它们的混合系统, 它是强大的系统仿真工具。除此之外, 它还提供了图形动画处理方法, 以方便用户观察系统仿真的整个过程。

Simulink提供了一种函数规则—S函数。S函数可以是一个M文件、C语言程序或者其它高级语言程序。Simulink模型或者模块可以通过一定的语法规则来调用S函数。这样S函数的引用使得Simulink更加充实, 处理能力更加强大。它的另外一个重要特点是它的开发性, 它允许用户定制自己的模块和模块库。此外它还为用户提供了比较全面的帮助系统, 以方便用户应用模块库。由此可见, Simulink是一种强有力的仿真工具。

2 Simulink用于信号分析和处理

Simulink模拟软件, 是基于Windows环境下的图形程序, 直接面向“方框图”。用来对动态系统进行建模, 仿真和分析的软件包, 支持连续, 离散以及两者混合的线性及非线性系统, 其最大特点是可在仿真过程中改变感兴趣的参数, 实时观察系统行为的变化。MATLAB能对信号处理提供的强大的实时处理能力。让Simulink用于信号与分析处理, 其仿真结果准确、直观。

以下就是Simulink在信号分析和信号处理仿真应用上的举例。

例1, 在离水平地面10米高的地方将一个小球向前做斜上抛, 小球落地后将弹起并向前跳跃。假设每次小球与地面接触时Gain模块, 对输入信号乘上一个常数增益。

例2, 对正弦信号的处理 (见图2)

所用模块:Sine Wave模块, 可产生一个正弦波, Constant模块, Integrator模块。

3 结语

使用MATLAB下的组件Simulink进行信号分析与处理系统可以大大减轻用户的负担, 它让用户把精力从编程转向模型的构造, 为用户省去了许多重复的代码编写工作只需进行简单的模块拖放和参数设置就能搭建复杂的信号处理系统。它使得用户在进行信号分析与处理过程中可把更多的精力投入到模型的设计构造本身上, 而不是某一个具体算法的设计上。

参考文献

[1]薛定宇, 陈阳泉.基于MATLAB/Simul-ink的系统仿真技术与应用[M].清华大学出版社, 2002.

小电流接地系统接地信号分析及处理 篇10

一、各种接地信号报出时的现象:

1. 单相接地时:

A相接地, Ua=0, 中性点位移Ux′=-Ua;Ub′=Ub+Ux′=√3 Ub;Uc′=Uc+Ux′=√3 Uc;因而表计反映应为:A相为0, B、C二相为线电压。

主要现象有:

a、警铃响、“35k V母线接地”、“消弧线圈动作”、“掉牌未复归”光字牌亮。

b、绝缘监察电压表指示:故障相电压降低 (不完全接地) 或为零 (完全接地) , 其余两相电压高于相电压 (不完全接地) 或等于线电压 (全接地) 。稳定性接地, 电压表指示无摆动, 间歇性接地, 电压表指示不停地摆动。

c、消弧线圈电流表指示补偿电流的值, 消弧线圈接地指示灯亮。

d、电压互感器端子箱内灯泡明亮。

2. PT高压保险一相熔断时:

警铃响、“35k V母线接地”光字牌亮, 无“消弧线圈动作”光字牌, 消弧线圈电流表无指示, 消弧线圈接地红灯不亮, PT端子箱内灯泡亮度不明显。接于该PT母线上的线路开关控制屏分别发“电压回路断线”光字牌。绝缘监察电压表指示为:熔断相电压降低很多, 其余两相相电压不变, 与熔断相有关的两个线电压指示降低。

3. 发生谐振过电压时:

报出接地信号, 电压表指示超过线电压, 表针打到头。

二、接地信号报出的原因:

1. 母线或连接于母线的线路发生单相接地, 报出接地信号。

2. 电压互感器高压保险一相熔断, 报出接地信号。

3. 发生谐振过电压时, 报出接地信号。

三、故障的分析与判断:

2009年11月5日20点18分:110k V金山变10k V系统发生接地时消弧线圈补偿装置动作—过流保护动作。

金山变1号接地变动作信息记录:

时间:2009.11.5 20:18:35

经过:0ms I0QD保护启动

5468 ms I3CK电流3段出口动作电流:I=4.75A BN (B相接地)

经检查发现, 接地变正常运行时, 所变低压侧负荷电流为30A, 换算成所变高压一次电流为30A×400V/10k V=1.2A, 由此可见当接地变正常运行时CT的二次侧电流 (即保护装置的二次电流) 所变二次=1.2A×5/50=0.12A (接地变电流互感器的变比为50/5) , 装置现场实际采样值在0.11~0.13左右浮动 (数值较小, 零漂较大) , 符合实际值。由此可见当所变正常运行时, 所变负荷较低, 负荷电流距离动作定值相去甚远。

盐城地区电网10k V系统采用中性点经消弧线圈接地方式运行, 10k V各电缆出线均存在对地电容电流, 采用经消弧线圈接地的方式对本段10k V母线发生单相接地时流经故障点的电容电流进行补偿, 利用消弧线圈的感性电流去补偿接地故障的容性电流, 以利于故障点灭弧。对比消弧线圈参数, 可见当消弧线圈在额定容量下运行时, 当某条线路发生单相接地故障时, 会产生一个较大的电容电流, 消弧线圈也会产生一个与之方向相反的感性零序补偿电流,

检查110k V城中变1#消弧线圈自动控制装置, 显示系统正常运行时线圈自动控制装置理论计算10k VⅠ段母线电容电流约为103A。故当某条线路发生单相接地故障时, 接地故障处的电流大小等于所有线路的接地电容电流的总和, 接地点会产生一个较大的电容电流, 由于中性点经消弧线圈接地系统普遍采用过补偿运行方式, 补偿后电感电流大于电容电流, 或者说补偿感抗小于10k V线路对地的等效容抗, 消弧线圈会产生一个大于电容电流的电感电流对本段10k V系统进行补偿。

由此可见, 当系统发生单相接地故障时, 接地变的A、C相不仅会流过负荷电流I所变高=1.2A, 而且每相都会流过零序电流Io≈35A, 由于I所变高相对于Io值较小故可以忽略不计, 所以当故障时A、C相均流过Io≈35A大小相等、方向相同。由于是永久性单相接地, 消弧线圈持续投入时间大于过流保护延时动作时间, 保护装置动作出口跳闸, 分析结果成立。

四、对策

1. 完善系统电源网络, 合理布置电网结构。

2. 调整出线负荷在母线上的分配。

3. 更换消弧线圈阻尼电阻, 增大阻尼率d。

4. 合理设定接地报警定值, 一般要求接地报警电压为相电压的30%。

由于系统参数存在固有的不平衡现象, 中性点位移电压长时间允许值为不大于相电压的15%。

5. 对消弧线圈的自动跟踪控制装置的测量精度进行检验。

确保自动装置能够真实反映系统容流情况, 满足系统自动跟踪补偿的要求。

五、结束语

从这次事故也可以看出单线接地的严重危害性, 也由此得出系统参数的及时统计和变电站设备维护重要性。对3—10k V的架空线路和电缆出线的线路所构成的系统和所有35k V系统, 其单相接地故障电容电流大于10A时, 应采用消弧线圈接地方式;对于电缆出线当电容电流大于30A时, 也要求采用消弧线圈接地方式。同时, 对运行时间较长的变电站的绝缘监测也应加强力度, 及时安排维护和改造, 防止类似事故的再次发生。

摘要：本文根据小电流接地系统的运行特点, 论述了当小电流接地系统发生接地故障时的现象分析及处理方法, 简单介绍了现场运行中所遇到的单相接地实例及其处理过程, 提出关于现场处理的一些建议。