Исследование алгоритмов фильтрации при обработке зашумленных сигналов

Феклин, Семен Федорович Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В настоящей работе приводятся результаты исследований по доступным измерительным каналам. Исследование проводилось с позиции подавления высокочастотных случайных помех. Проведённое сравнение результатов подавления высокочастотных случайных помех, а также вычислений, выполненных с использованием БИХ-фильтров, КИХ-фильтров, фильтров на основе взвешенных оконных функций, а также фильтров на базе дискретного и непрерывного вейвлет-преобразования, свидетельствует о возможности выбора оптимальных видов частот. могут быть получены с учётом допустимого уровня достоверности и точности полученных результатов.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 13
Глава 1 Исследование и анализ методов фильтрация на базе преобразования
Фурье ………………………………………………………………………………………………………….. 14
1.1 Ряд и интеграл Фурье………………………………………………………………………….. 14
1.2 Сигналы ……………………………………………………………………………………………… 17
1.3 Оконное преобразование Фурье ………………………………………………………….. 18
1.3.1 Частотная фильтрация ………………………………………………………………….. 19
Глава 2 Исследование и анализ методов построения фильтров с конечной
импульсной характеристикой ………………………………………………………………………. 24
2.1 Влияние боковых лепестков спектра окон на погрешности обработки …. 24
2.2 Дискретизация спектра весовой функции ……………………………………………. 25
2.3 Получение основных характеристик оконных функций ………………………. 27
2.4 Сравнительный анализ оконной фильтрации ………………………………………. 31
Глава 3 Исследование и анализ методов построения фильтров с бесконечной
импульсной характеристикой ………………………………………………………………………. 33
3.1 Типы БИХ-фильтров …………………………………………………………………………… 33
3.1.1 Фильтр Баттерворта ……………………………………………………………………… 34
3.1.2 Фильтр Бесселя …………………………………………………………………………….. 34
3.1.3 Фильтр Чебышёва ………………………………………………………………………… 35
3.1.4 Эллиптический фильтр …………………………………………………………………. 36
3.2 Сравнительный анализ БИХ-фильтрации ……………………………………………. 37
3.2.1 Сравнение амплитудно-частотных характеристик …………………………. 37
3.2.2 Сравнение характеристик группового времени запаздывания ……….. 39
Глава 4 Исследование и анализ методов фильтрация на базе вейвлет-
преобразования ……………………………………………………………………………………………. 42
4.1 Дискретное вейвлет преобразование …………………………………………………… 43
4.2 Непрерывное вейвлет-преобразования ………………………………………………… 44
4.3 Вейвлет фильтрация……………………………………………………………………………. 44
4.3.1 Спектральный анализ вейвлет-функций ………………………………………… 51
4.4 Применение вейвлет-анализа для обработки временных рядов
метеорологических данных ………………………………………………………………………. 52
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 55
Глава 5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
……………………………………………………………………………………………………………………. 57
5.1 Организация и планирование работ …………………………………………………….. 57
5.1.1 Продолжительность этапов работ …………………………………………………. 58
5.2 Расчёт сметы затрат на выполнение проекта ……………………………………….. 62
5.2.1 Расчёт затрат на материалы ………………………………………………………….. 62
5.2.2 Расчёт заработной платы ………………………………………………………………. 63
5.2.3 Расчёт затрат на социальный налог……………………………………………….. 64
5.2.4 Расчёт затрат на электричество …………………………………………………….. 64
5.2.5 Расчёт амортизационных расходов ……………………………………………….. 65
5.2.6 Расчёт расходов, учитываемых непосредственно на основе платёжных
(расчётных) документов (кроме суточных) ……………………………………………. 66
5.2.7 Расчёт прочих расходов ………………………………………………………………… 67
5.2.8 Расчёт общей себестоимости разработки ………………………………………. 67
5.2.9 Расчёт прибыли ……………………………………………………………………………. 67
5.2.10 Расчёт НДС ………………………………………………………………………………… 68
5.2.11 Цена разработки НИР …………………………………………………………………. 69
5.3 Оценка экономической эффективности проекта ………………………………….. 69
5.3.1 Определение срока окупаемости инвестиций ………………………………… 70
Глава 6 Социальная ответственность ……………………………………………………………. 73
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 74
6.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства ………….. 74
6.1.2 Организационные мероприятий при компоновке рабочей зоны …….. 75
6.2 Производственная безопасность …………………………………………………………. 77
6.2.1 Температура поверхности оборудования ………………………………………. 78
6.2.2 Температура окружающей среды ………………………………………………….. 79
6.2.3 Влажность воздуха ……………………………………………………………………….. 80
6.2.4 Искусственное освещение …………………………………………………………….. 81
6.2.5 Возникновение пожара …………………………………………………………………. 84
6.3 Экологическая безопасность……………………………………………………………….. 85
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 85
Вывод ………………………………………………………………………………………………………. 87
Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 90
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………… 93
Приложение В……………………………………………………………………………………………… 94

Повседневное использование цифровой техники в различных системах
наблюдения и мониторинга, зачастую, связано с получением и обработкой
больших объёмов данных. Функционирование технических систем при
возникновении любой деградации нередко приводит к неисправным или
неработоспособным состояниям, и, как следствие, к нестабильности выполнения
требуемых задач. Одной из проблем неисправной работы оборудования является
возникновение флуктуаций в выходном потоке данных, что обуславливается
наложением на полезный сигнал аддитивных, либо мультипликативных помех.
Одним из подходов повышения достоверности измерений является
использование различных алгоритмов фильтрация [1, 2]. Если частотные
спектры сигнала и помехи различаются, то с применением частотных фильтров
можно добиться существенного повышения отношения сигнал/помеха.
При применении традиционного анализа Фурье на практике появляется
возможность продемонстрировать поведение сигнала в его частотной области,
но при этом возникает вопрос о локализации во времени различных компонентов
сигнала. Сегодня известно множество различных подходов и алгоритмов,
модифицирующих Фурье преобразование. Данные методы основываются на
оконном преобразовании, в ходе которого устраняется указанный выше
недостаток. Кром Фурье преобразования для обработки сигналов используется
вейвлет обработка. Вейвлет-методы эффективно дополняют обработку, и
способны полностью заменить использование традиционных методов.
Результаты вейвлет-преобразования, всегда имеют высокую информативность и
обеспечивают возможность обработать такие особенности данных, которые
бывает затруднительно анализировать в ходе выполнения Фурье-анализа [7, 12].
Возможности, которые демонстрируют новые подходы и методы по
обработке сигналов различной степени сложности, широко описаны в
литературеИ. Добеши [5] и К. Чуи [20].

1. Лоцманов А.А. Разработка и исследование структур адаптивных систем
нелинейных и рекурсивных цифровых фильтров на основе метода наименьших
квадратов для повышения показателей качества различных радиотехнических
устройств: дис. – Рязань, 2004. – 182 c.
2. Цифровая обработка сигналов // Лаборатория информационных
технологий. URL: http://www.itlab.unn.ru/archive/lectures/DSP/DSP _Lectures.pdf
(дата обращения: 19.12.2019).
3. Система климатического мониторинга. // IMCES SB RAS 2017. URL:
http://mon.imces.ru (дата обращения: 19.11.2019).
4. Л. Хаттон. Обработка сейсмических данных [Текст]: теория и практика
/ М. Уэрдингтон, Дж. Мейкин ; пер. с англ. А. Л. Малкина. – М: Мир, 1989. – 214
с.
5. Герман, Д. Я. Конспект лекций по курсу «Цифровая обработка сигналов»
/ Д. Я. Герман. – М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. – 174 с.
6. Голд, Б. Цифровая обработка сигналов / Голд Б., Рейдер Ч. – Пер. с англ.
под ред. А. М. Трахтмана. – М. : Советское радио, 1973. – 368 с.
7. И. Добеши. Десять лекций по вейвлетам. Пер. с англ. — Ижевск, НИЦ
регулярная и хаотическая динамика, 2001.
8. К. Чуи. Введение в вэйвлеты. — М.: Мир, 2001.
9. Н. Астафьева. Вейвлет анализ: основы теории и примеры применения.
— Успехи Физических Наук, 166 (1996), № 11, с. 1145
10. В. Воробьев, В. Грибунин. Теория и практика вейвлетпреобразования.
— С.-Пб.: Издательство ВУС, 1999.
11. Д. Галягин, П. Фрик. Адаптивные вейвлеты (алгоритм спектрального
анализа сигналов с пробелами в данных). — Математическое моделирование
систем и процессов, 1996, № 6, с. 10.
12. И. Дремин, О. Иванов, В. Нечитайло. Вейвлеты и их использование. —
Успехи физических наук, 2001, т. 171, № 5, с. 465–561.
13. Г. Ососков, А. Шитов. Сравнительные характеристики возможностей
вейвлетов первого и второго поколения. — Proceedings of 2-nd international
conference MTCP-2000. Dubna, 2000, p. 20.
14. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 24.04.2020) // Собрание законодательства РФ. – 07.01.2002. – № 1 (ч. 4). – Ст.
11.
15. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 24.04.2020) // Собрание законодательства РФ. – 07.01.2002. – № 1 (ч. 1). – Ст.
92.
16. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 24.04.2020) // Собрание законодательства РФ. – 07.01.2002. – № 1 (ч. 1). – Ст.
256.
17. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 24.04.2020) // Собрание законодательства РФ. – 2014. – № 49 (ч. 4). – Ст. 327.5.
18. ГОСТ Р ИСО 9241-5-2009. Эргономические требования к проведению
офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов [Текст]. –
Москва: Изд-во стандартов, 2010.
19. ГОСТ Р ИСО 11064-3-2015 Эргономическое проектирование центров
управления [Текст]. – Москва: Изд-во стандартов, 2016
20. СНиП 60.13330. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.
– Введ. 17-06-2017. – М. : АО “Кодекс”. – 54 с.
21. СНиП 131.13330.2012. Строительная климатология. – Введ. 01-01-2013.
– М. : “Кодекс”. – 120 с.
22. СНиП 131.13330.2012. Естественное и искусственное освещение. –
Введ. 08-05-2017. – М. : АО “Кодекс”. – 145 с.
23. Метод коэффициента использования [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: https://www.websor.ru/metodkoefi.html (Дата обращения: 01.06.2020).
24. СНиП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и
наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. – Введ. 01-05-
2009. – М. : АО “Кодекс”. – 84 с.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету