【摘要】：在鐵磁管道環(huán)境下,同頻窄帶噪聲中的微弱瞬態(tài)極低頻信號的估計(jì)與檢測問題是管道機(jī)器人跟蹤定位中最為重要的科學(xué)問題之一。為實(shí)現(xiàn)窄帶噪聲中的微弱瞬態(tài)信號的有效檢測,分析了接收線圈在不同空間姿態(tài)下的信號特點(diǎn),針對信號與窄帶噪聲相位上的區(qū)別以及信號包絡(luò)的形態(tài),建立了相位反相的雙峰指數(shù)函數(shù)數(shù)學(xué)模型;應(yīng)用非線性最小二乘估計(jì),實(shí)現(xiàn)了該數(shù)學(xué)模型和真實(shí)信號之間的擬合;通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型與真實(shí)信號的高度匹配性,并應(yīng)用蒙特卡洛仿真分析了該模型參數(shù)估計(jì)的性能;使用所建立的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建了平均功率檢測器和瞬時(shí)最大功率檢測器,通過分析比較極低頻發(fā)射機(jī)在不同移動速度和接收信噪比條件下的檢測性能,得出了兩種檢測器的特點(diǎn)和適用范圍,并指出在現(xiàn)有工程背景下平均功率檢測器的優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)證明,相位反相信息對同頻窄帶噪聲中的信號檢測非常重要,平均功率檢測器在低信噪比條件下的檢測性能良好。在信噪比為0.05 d B、虛警概率設(shè)為1%時(shí),該檢測器的檢測概率達(dá)98.8%。
[Abstract]:In the environment of ferromagnetic pipeline, the estimation and detection of weak transient very low frequency signals in the narrowband noise of the same frequency is one of the most important scientific problems in the tracking and positioning of pipeline robots. In order to detect the weak transient signal in narrow band noise effectively, the signal characteristics of receiving coil in different space attitude are analyzed, aiming at the difference between signal and narrow band noise phase and the shape of signal envelope. The mathematical model of two-peak exponential function for phase inversion is established, the fitting between the mathematical model and the real signal is realized by using nonlinear least square estimation, and the high match between the mathematical model and the real signal is verified by simulation and experiment. The performance of the model parameter estimation is analyzed by Monte Carlo simulation, and the average power detector and the instantaneous maximum power detector are constructed by using the established mathematical model. By analyzing and comparing the detection performance of very low frequency transmitters at different moving speeds and receiving signal-to-noise ratio, the characteristics and applicable range of the two detectors are obtained, and the advantages of average power detectors in the existing engineering background are pointed out. The experiments show that the phase inversion information is very important for signal detection in the same frequency narrowband noise, and the average power detector has good detection performance under the condition of low signal-to-noise ratio (SNR). When the signal-to-noise ratio (SNR) is 0.05 dB and the false alarm probability is set to 1, the detection probability of the detector reaches 98.8.
【作者單位】： 清華大學(xué)電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：清華大學(xué)自主科研計(jì)劃(20131089302,20121088054)項(xiàng)目資助
【分類號】：TN911.23

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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10 周承美;天然氣清管器的定位跟蹤裝置研究[D];西南石油大學(xué);2014年

【二級參考文獻(xiàn)】

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9 齊海銘;管內(nèi)移動機(jī)器人示蹤定位技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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2 趙華;Duffing振子微弱方波信號檢測方法的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2006年

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2254453