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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    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
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету