【摘 要】
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时间延迟估计,在信号处理中非常重要,通过两个分离传感器来接收未知同频率信号,并估计两个未知信号之间的时间延迟和其他相关参数。时间延迟估计广泛应用于目标跟踪和探测、音频视频语音信号处理、未知物体实时检测定位、目标物故障开裂诊断、生物医学、地层地质勘探[1]等各个领域。上述应用中因为输入信号频率、幅值、相位大小的不确定和算法估计的实时性,使得对未知参数周期信号的在线延时估计较为困难。针对这个问题,本文
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时间延迟估计,在信号处理中非常重要,通过两个分离传感器来接收未知同频率信号,并估计两个未知信号之间的时间延迟和其他相关参数。时间延迟估计广泛应用于目标跟踪和探测、音频视频语音信号处理、未知物体实时检测定位、目标物故障开裂诊断、生物医学、地层地质勘探[1]等各个领域。上述应用中因为输入信号频率、幅值、相位大小的不确定和算法估计的实时性,使得对未知参数周期信号的在线延时估计较为困难。针对这个问题,本文论文进行了相应的研究。本文首先介绍了国内外论文对时间延迟估计算法的各个方面的研究,其次介绍了时间延迟估计基本概念,评价标准和一些常用的工程应用。最后介绍了时间延迟估计的两个基本模型,双基元模型,三基元模型,并分析了几类基本的时间延迟估计算法,指出了几种常用的时间延迟估计算法的优缺点。本文提出的时间延迟估计算法是一种基于自适应内模控制器的时间延迟估计算法。算法通过对两个预设的正交状态分量的在线跟随,最终实现了对输入的未知频率未知延时的两个正弦信号的准确估计。之后,通过尺度变换,尺度归一化,冻结参数法,慢积分流形,平均定理和非线性扰动分析的方法对改进后的延时估计算法进行了稳定性验证和误差性能分析。使用MATLAB的Simulink仿真软件验证了本文估计算法的准确性和鲁棒性。随后在实验平台上设计以STM32F407开发板作为主控开发板,LCMXO2-4000HC-4MG132型号的FPGA,采用直接数字合成（DDS）技术,通过调整频率和延时控制字,控制周期正弦信号的产生和发送,数字信号与双路高速并行DAC相连,输出的模拟电压再经过双路LM358搭建的信号调理电路,最终结果由STM32F407单片机的显示屏进行显示。最后,在文章的末尾总结了本次研究的成果和意义,提出了对时间延迟估计未来研究的方向。
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