基于相关序列的在线频率估计方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第3期船海工程Vo1．37No．32OO8年6月SHIP&OCEANENGINEERINGJurL2008文章编号：1671—7953(2008)03—0045—04基于相关序列的在线频率估计方法王俊芳，张志谊(上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200030)摘要：给出一种在线频率估计的时域算法。从Hankel矩阵与可控矩阵的隐含关系出发，利用可控矩阵的shift结构，推导出系统矩阵特征根与相关序列的显式关系，从而得到信号频率估计的简单公式。对于二阶系统，或可分解为并联二阶系统的高阶系统，特征频率可由信号分量的

2、相关序列估计得到。对定常系统和时变系统的频率估计进行仿真，结果表明频率估计值可以快速逼近真实值，而且稳态误差小于1。关键词：在线估计；瞬时频率；时域算法；Hankel矩阵中图分类号：TB115；U664．1文献标志码：AAMethodfor0nlineEstimationofInstantaneousFrequenciesfromCorrelationSeriesWANGJun-fang，ZHANGZhi-yi(StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemsandVibration，ShanghaiJiaotongUniversity，Shangha

3、i200030，China)Abstract：Onlineestimationofinstantaneousfrequencieshasanimportantroleintheadaptivevibrationcontro1．Atimedomainalgorithmforonlineestimationofinstantaneousfrequenciesispresentedinthepaper．ThealgorithmisconstructedfromtheimplicitrelationbetweentheHankelmatrixandcontrollabilitymatr

4、ix，theshiftstructureofcontrollabilitymatrixandthemappingfunctionofeigenvaluesandvibrationfrequencies．Anexplicitfunctionisobtainedfortheestimationoffrequenciesfromcorrelationseriesofsignals．Forasec—ond-ordersystem，orasystemequaltosecond-ordersystemsinparallel，theexactfrequenciescanbeestimated

5、directlyfromthecorrelationseries．Tovalidatethealgorithm，simulationontheonlineestimationoftime-in—variantandtime-varyingsystemsisimplemented．Numericalresultshaveindicatedthattheestimatedfrequen—ciesapproachtheexactonesquicklyandthesteady-stateerrorsarelessthan1．Keywords：onlineestimation；insta

6、ntaneousfrequency；timedomainalgorithm；Hankelmatrix在动力设备的振动主动控制中，存在着干扰波要根据实时估计的频率在线调整滤波器参数，频率随时间变化的情况。为实施自适应振动控因此，频率在线辨识是跟踪滤波的前提。制，需要从参考信号中分离所要控制的特征成分，频率估计方法有3类，包括频域方法、时域建因此需对某些特征信号进行跟踪滤波，而跟踪滤模法和时频分析法。频域方法以离散傅里叶变换为基础，物理概念清晰，适用于信噪比较高、频率收稿日期：2008—01—21分散的系统。随着计算技术的发展，时域建模法修回日期：2008—03—03也得到了快速发

7、展。时域方法在估计密集模态方基金项目：国家自然科学基金资助项目(10672099)面要优于频域方法，如时间序列法l_1]、递推AR建作者简介：王俊芳(1984一)，女，硕士生。模法[2]、状态空间方程方法等。对于时频域方法，研究方向：自适应主动隔振方法。如WVD分布l_3]、短时傅里叶变换[4]、小波变换E-mail：fangjie726@sJtu．edu．cn等，可实现信号在不同时刻、不同频带的分离。[3]江国华，吕林，温苗苗．船用低速柴油机性能模拟息特征分析fJ]．内燃机学报，1999(