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虛擬儀器算法的測量不確定度評估方法研究

發(fā)布時(shí)間:2017-08-29 23:22

  本文關(guān)鍵詞:虛擬儀器算法的測量不確定度評估方法研究


  更多相關(guān)文章: 測量不確定度評估 快速傅里葉算法 舍入 頻譜泄露 截?cái)?/b> 虛擬儀器


【摘要】:虛擬儀器由于使用的靈活性在工業(yè)上被越來越廣泛的應(yīng)用,它的準(zhǔn)確性直接關(guān)系著整個系統(tǒng)的性能。目前傳感器不確定度、ADC不確定度已有較為成熟的評價(jià)體系,算法的不確定度沒有量化的數(shù)據(jù)給出有力的評估依據(jù)。虛擬儀器算法使用較為廣泛的是快速傅里葉算法,為嘗試得出快速傅里葉算法的不確定度評估方法,本文主要完成了如下工作:(1)對測量不確定度的基本原理進(jìn)行了研究,總結(jié)了不同測量不確定度方法的特點(diǎn)和適用條件,在此基礎(chǔ)上得出了適用于舍入不確定度評估及截?cái)嗖淮_定度評估的評估方法;(2)對快速傅里葉算法進(jìn)行了研究分析,并且將其表達(dá)式分解為稀疏矩陣的形式,歸納了每一級的的加法和乘法次數(shù)�;谟�(jì)算機(jī)對于數(shù)據(jù)的處理往往采用數(shù)值修約規(guī)則,在得出數(shù)值修約規(guī)則不確定度評估后,結(jié)合快速傅里葉算法每一級的形式,在此基礎(chǔ)上總結(jié)了不確定度在每一級的傳遞,建立了通用的舍入不確定度傳遞模型;(3)在對時(shí)域信號進(jìn)行采樣時(shí),由于采樣周期的選取不當(dāng)會帶來頻譜泄露不確定度。如果采樣是同步的,即采樣周期個數(shù)為一個整數(shù),那么泄露頻譜在整數(shù)次諧波點(diǎn)上的幅值為零,不會造成分析誤差;當(dāng)采樣是非同步時(shí),即采樣周期個數(shù)為小數(shù)時(shí)需要評估泄露頻譜造成的不確定度。將輸入信號假設(shè)為正弦信號,按照采樣周期為整數(shù)及非整數(shù)的情況,建立了頻譜泄露不確定度評估方法;(4)分析了周期信號進(jìn)行加窗截?cái)鄷r(shí)產(chǎn)生柵欄效應(yīng)的原因,確定頻率幅值誤差,估算得到最大誤差、誤差分布。以三角窗函數(shù)為例,計(jì)算得出三角函數(shù)柵欄效應(yīng)最大誤差,根據(jù)GUM規(guī)定,得出最大誤差區(qū)間,以此得出加窗及柵欄效應(yīng)的不確定度;(5)為驗(yàn)證上述模型的有效性,以無限長周期信號的處理過程為例,分析其采樣、截?cái)�、快速傅里葉變換的過程,計(jì)算舍入不確定度、頻譜泄露不確定度、截?cái)嗖淮_定度,并對三者進(jìn)行合成,得出虛擬儀器算法不確定度是否可以忽略的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:測量不確定度評估 快速傅里葉算法 舍入 頻譜泄露 截?cái)?/strong> 虛擬儀器
【學(xué)位授予單位】:上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TH701
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第1章 緒論10-16
  • 1.1 課題來源10
  • 1.2 課題研究的目的和意義10-11
  • 1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀11-13
  • 1.3.1 快速傅里葉算法研究現(xiàn)狀11-12
  • 1.3.2 不確定度研究現(xiàn)狀12
  • 1.3.3 快速傅里葉算法不確定度評估研究現(xiàn)狀12-13
  • 1.4 課題的研究難點(diǎn)13-14
  • 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容14-16
  • 第2章 測量不確定度理論簡介16-24
  • 2.1 測量不確定度的提出與發(fā)展16-18
  • 2.2 測量不確定度的基本概念18-20
  • 2.2.1 基本概念18
  • 2.2.2 測量不確定度的主要來源18-20
  • 2.3 測量不確定度方法20-23
  • 2.3.1 A類不確定度評估方法20-21
  • 2.3.2 B類不確定度評定方法21
  • 2.3.3 不確定度合成21-23
  • 2.4 本章小結(jié)23-24
  • 第3章 快速傅里葉算法的舍入不確定度評估24-37
  • 3.1 數(shù)值修約規(guī)則在舍入不確定度評估中的應(yīng)用24-25
  • 3.1.1 數(shù)值修約規(guī)則簡介24
  • 3.1.2 數(shù)值修約規(guī)則在舍入不確定度評估中的應(yīng)用24-25
  • 3.2 FFT算法簡介25-26
  • 3.3 典型FFT算法舍入不確定度評估原理26-29
  • 3.4 FFT算法舍入不確定度評估29-33
  • 3.4.1 基2-FFT算法舍入不確定度評估29-30
  • 3.4.2 基4-FFT算法舍入不確定度評估30-32
  • 3.4.3 基3-FFT算法舍入不確定度評估32-33
  • 3.5 實(shí)例33-36
  • 3.6 結(jié)論36-37
  • 第4章 快速傅里葉算法的截?cái)嗖淮_定度評估37-44
  • 4.1 頻譜泄露不確定度評估37-40
  • 4.2 窗函數(shù)及其作用40
  • 4.3 加窗和柵欄效應(yīng)不確定度評估40-42
  • 4.4 截?cái)嗖淮_定度的合成42
  • 4.5 結(jié)論42-44
  • 第5章 無限長周期信號快速傅里葉變換測量不確定度評定44-58
  • 5.1 傳統(tǒng)儀器對時(shí)域信號頻率的獲取44-47
  • 5.2 傅里葉算法關(guān)系47-51
  • 5.2.1 時(shí)域非周期連續(xù)信號的傅里葉變換47
  • 5.2.2 時(shí)域周期連續(xù)信號的傅里葉級數(shù)及傅里葉變換表示47-48
  • 5.2.3 非周期序列的傅里葉變換48-49
  • 5.2.4 周期序列的離散傅里葉級數(shù)49-50
  • 5.2.5 離散傅里葉變換(DFT)50-51
  • 5.3 計(jì)算機(jī)對無限長周期信號分析前的處理51-54
  • 5.3.1 無限長連續(xù)周期信號的周期確定51-53
  • 5.3.2 采樣周期與連續(xù)信號周期之間的關(guān)系53
  • 5.3.3 無限長周期信號的截?cái)?/span>53-54
  • 5.3.4 截?cái)嗪笮盘柕母道锶~變換54
  • 5.4 無限長周期信號進(jìn)行FFT變換時(shí)不確定度評定54-57
  • 5.4.1 舍入不確定度評估54-55
  • 5.4.2 截?cái)嗖淮_定度評估55
  • 5.4.3 合成不確定度55-57
  • 5.5 本章小結(jié)57-58
  • 第6章 結(jié)論與展望58-60
  • 參考文獻(xiàn)60-66
  • 致謝66-68
  • 攻讀學(xué)期間所開展的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

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6 嚴(yán)普強(qiáng);;動態(tài)測試中測量不確定度芻議[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

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7 趙睿;基于工程GPS的測量不確定度評定方法研究[D];華北理工大學(xué);2016年

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本文編號:756002


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