小波變換的開(kāi)關(guān)電流技術(shù)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
定 價(jià):88 元
叢書(shū)名:現(xiàn)代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)叢書(shū)
- 作者:李目,吳笑峰著
- 出版時(shí)間:2017/3/1
- ISBN:9787030518781
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:O441.1
- 頁(yè)碼:225
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16K
本書(shū)共13章,主要內(nèi)容包括:小波變換的開(kāi)關(guān)電流技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ),小波變換的模擬濾波器綜合理論,小波函數(shù)的時(shí)域和頻域逼近,小波變換的單開(kāi)關(guān)電流積分器實(shí)現(xiàn),小波變換的級(jí)聯(lián)和多環(huán)反饋開(kāi)關(guān)電流小波濾波器實(shí)現(xiàn),小波變換電路在心電圖檢測(cè)、電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)、模擬電路故障診斷和信號(hào)包絡(luò)提取中的應(yīng)用等。
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人們通常具有這樣一個(gè)共性,就是在日常的生產(chǎn)、生活中觀察事物時(shí),往往不自覺(jué)地對(duì)有變化、無(wú)規(guī)律的現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚興趣,繼而形成原始的探究沖動(dòng)與欲望。如何從變化的事物中探究其規(guī)律,并由規(guī)律分析出事物的內(nèi)在實(shí)質(zhì),是人們認(rèn)識(shí)客觀世界最樸實(shí)的辯證思維過(guò)程。微觀定量地描述這種思維過(guò)程的利器和有效的方法之一是小波分析。小波分析是20世紀(jì)80年代后期興起的應(yīng)用數(shù)學(xué)分支,被認(rèn)為是傅里葉分析發(fā)展史上里程碑式的進(jìn)展。享有“數(shù)學(xué)顯微鏡”美譽(yù)的小波變換(WT)以其良好的時(shí)頻局部化特性被廣泛地應(yīng)用于信號(hào)分析、圖像處理、模式識(shí)別、語(yǔ)音分析、方程求解和分形力學(xué)等領(lǐng)域并取得了具有科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的重要成果,而其新的理論與應(yīng)用仍在不斷探索中。隨著小波分析理論的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,小波變換的硬件實(shí)現(xiàn)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者和工程技術(shù)人員共同關(guān)注且亟須解決的問(wèn)題。
小波變換的硬件實(shí)現(xiàn)主要有兩個(gè)途徑,即數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)和模擬電路實(shí)現(xiàn)。采用數(shù)字電路如可編程邏輯器件(FPGA)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等通用器件實(shí)現(xiàn)小波變換的研究較多,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,相關(guān)技術(shù)也比較成熟。由于模擬電路實(shí)現(xiàn)小波變換在功耗、體積和實(shí)時(shí)陛方面具有明顯優(yōu)勢(shì),小波變換的模擬電路實(shí)現(xiàn)成為當(dāng)前研究的主要方向。在模擬電路實(shí)現(xiàn)小波變換中,方法主要有兩種,即時(shí)域法和頻域法。時(shí)域法是基于小波變換定義,設(shè)計(jì)相應(yīng)單元電路實(shí)現(xiàn)小波變換,該方法中單元電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜,特別是小波函數(shù)發(fā)生器設(shè)計(jì)較困難。當(dāng)前的主流方法是頻域法,即通過(guò)設(shè)計(jì)沖激響應(yīng)為不同尺度的小波函數(shù)或小波逼近函數(shù)的模擬濾波器組實(shí)現(xiàn)小波變換,該方法主要包括兩個(gè)步驟,即小波函數(shù)逼近和小波濾波器設(shè)計(jì)。其中,小波函數(shù)逼近是為了獲得可電網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)傳遞函數(shù),研究高精度的逼近算法成為其主要發(fā)展方向;小波濾波器設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和濾波器電路設(shè)計(jì)。研究靈敏度低、功耗小、動(dòng)態(tài)范圍大、非理想性影響小和電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小波濾波器成為主要目標(biāo)。開(kāi)關(guān)電流(SI)作為一種新的模擬取樣數(shù)據(jù)信號(hào)處理技術(shù),具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需運(yùn)算放大器、求和運(yùn)算容易、與數(shù)字CMOS工藝完全兼容且時(shí)間常數(shù)由元件參數(shù)比和時(shí)鐘頻率控制等特點(diǎn),現(xiàn)已成為模擬濾波器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中的重要研究課題。因此,采用開(kāi)關(guān)電流濾波器實(shí)現(xiàn)小波變換成為當(dāng)前模擬小波變換研究的熱點(diǎn)。
本書(shū)的內(nèi)容是作者近年來(lái)在小波變換的開(kāi)關(guān)電流技術(shù)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用方面所取得科研成果的歸納與總結(jié),主要利用函數(shù)逼近算法、開(kāi)關(guān)電流技術(shù)和模擬濾波器設(shè)計(jì)理論,圍繞模擬小波變換實(shí)現(xiàn)過(guò)程中小波函數(shù)逼近和小波濾波器設(shè)計(jì)及模擬小波變換應(yīng)用進(jìn)行研究與探討。希望本書(shū)可以為讀者提供有關(guān)小波變換的開(kāi)關(guān)電流技術(shù)實(shí)現(xiàn)理論與方法學(xué)習(xí)方面的參考。本書(shū)共13章,其中,第1章簡(jiǎn)要介紹模擬小波變換的研究意義及研究概況;第2章主要介紹小波變換的開(kāi)關(guān)電流技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ);第3章介紹小波變換的模擬濾波器綜合理論;第4章研究小波函數(shù)的時(shí)域逼近方法;第5章研究小波函數(shù)的頻域逼近方法;第6章研究小波變換的單開(kāi)關(guān)電流積分器實(shí)現(xiàn)方法;第7章研究小波變換的級(jí)聯(lián)開(kāi)關(guān)電流小波濾波器實(shí)現(xiàn)方法;第8章研究小波變換的多環(huán)反饋開(kāi)關(guān)電流小波濾波器實(shí)現(xiàn)方法;第9章研究小波變換電路在心電圖檢測(cè)中的應(yīng)用;第10章研究小波變換電路在電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)中的應(yīng)用;第11章研究小波變換電路在模擬電路故障診斷中的應(yīng)用;第12章研究小波變換電路在信號(hào)包絡(luò)提取中的應(yīng)用;第13章總結(jié)全書(shū)研究成果,并對(duì)進(jìn)一步研究方向進(jìn)行探討和展望。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 模擬小波變換的研究意義 2
1.3 模擬小波變換的研究概況 6
1.4 本書(shū)的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排 12
參考文獻(xiàn) 15
第2章 小波變換的開(kāi)關(guān)電流技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ) 21
2.1 小波變換理論基礎(chǔ) 21
2.1.1 小波變換的產(chǎn)生 21
2.1.2 小波變換的定義 22
2.1.3 小波基函數(shù)的性質(zhì)與分類 24
2.1.4 小波基函數(shù)的選擇 26
2.2 開(kāi)關(guān)電流技術(shù)基礎(chǔ) 26
2.2.1 開(kāi)關(guān)電流積分器 27
2.2.2 開(kāi)關(guān)電流微分器 29
2.2.3 開(kāi)關(guān)電流雙線性積分器 31
2.3 模擬濾波器綜合基礎(chǔ) 33
2.3.1 高階級(jí)聯(lián)型濾波器綜合法 34
2.3.2 高階多環(huán)反饋型濾波器綜合法 35
2.4 本章小結(jié) 41
參考文獻(xiàn) 42
第3章 小波變換的模擬濾波器綜合理論 44
3.1 引言 44
3.2 小波變換的模擬濾波器實(shí)現(xiàn)原理 44
3.3 小波變換的模擬濾波器設(shè)計(jì)方案 45
3.4 小波變換的模擬濾波器實(shí)現(xiàn)步驟 48
3.5 本章小結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 56
第4章 小波函數(shù)的時(shí)域逼近 58
4.1 引言 58
4.2 小波函數(shù)逼近理論 59
4.3 實(shí)小波的傅里葉級(jí)數(shù)逼近法 63
4.3.1 傅里葉級(jí)數(shù)逼近模型 63
4.3.2 實(shí)小波逼近實(shí)例 64
4.4 實(shí)小波的時(shí)域通用逼近法 65
4.4.1 實(shí)小波的時(shí)域逼近模型構(gòu)造 65
4.4.2 差分進(jìn)化算法及其改進(jìn) 68
4.4.3 實(shí)小波逼近實(shí)例 71
4.5 復(fù)小波的時(shí)域通用逼近法 74
4.5.1 復(fù)小波的時(shí)域逼近模型構(gòu)造 74
4.5.2 多目標(biāo)優(yōu)化差分進(jìn)化算法 76
4.5.3 復(fù)小波逼近實(shí)例 78
4.6 時(shí)域逼近中關(guān)聯(lián)參數(shù)選擇問(wèn)題 81
4.7 本章小結(jié) 82
參考文獻(xiàn) 83
第5章 小波函數(shù)的頻域逼近 85
5.1 引言 85
5.2 函數(shù)頻域逼近理論 85
5.3 函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近法 86
5.3.1 函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 86
5.3.2 實(shí)例驗(yàn)證 87
5.4 小波頻域函數(shù)擬合法 90
5.4.1 頻域函數(shù)擬合法 90
5.4.2 實(shí)例驗(yàn)證 91
5.5 矩陣奇異值分解逼近法 93
5.5.1 奇異值分解逼近 93
5.5.2 實(shí)例驗(yàn)證 94
5.6 本章小結(jié) 96
參考文獻(xiàn) 96
第6章 小波變換的單開(kāi)關(guān)電流積分器實(shí)現(xiàn) 99
6.1 引言 99
6.2 小波函數(shù)容許條件及穩(wěn)定性 100
6.3 單積分器小波濾波器設(shè)計(jì)與仿真 102
6.4 實(shí)例驗(yàn)證 106
6.5 本章小結(jié) 107
參考文獻(xiàn)107
第7章 小波變換的級(jí)聯(lián)開(kāi)關(guān)電流小波濾波器實(shí)現(xiàn) 109
7.1 引言 109
7.2 串聯(lián)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電流小波濾波器設(shè)計(jì) 110
7.2.1 奇數(shù)階和偶數(shù)階實(shí)小波逼近函數(shù)求解 110
7.2.2 串聯(lián)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電流實(shí)小波濾波器設(shè)計(jì) 114
7.2.3 串聯(lián)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電流復(fù)小波濾波器設(shè)計(jì) 124
7.3 并聯(lián)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電流小波濾波器設(shè)計(jì) 127
7.3.1 小波函數(shù)逼近模型及求解 127
7.3.2 并聯(lián)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電流Marr小波濾波器設(shè)計(jì) 128
7.4 本章小結(jié) 131
參考文獻(xiàn) 131
第8章 小波變換的多環(huán)反饋開(kāi)關(guān)電流小波濾波器實(shí)現(xiàn) 133
8.1 引言 133
8.2 多環(huán)反饋結(jié)構(gòu)實(shí)小波濾波器設(shè)計(jì) 134
8.2.1 基于反相微分器的多環(huán)反饋實(shí)小波濾波器設(shè)計(jì) 134
8.2.2 基于雙線性積分器的精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)小波濾波器設(shè)計(jì) 144
8.3 多環(huán)反饋結(jié)構(gòu)復(fù)小波濾波器設(shè)計(jì) 149
8.3.1 復(fù)小波濾波器的共享結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 151
8.3.2 求模和相位電路 152
8.3.3 復(fù)小波濾波器設(shè)計(jì)與仿真分析 153
8.4 本章小結(jié) 160
參考文獻(xiàn) 161
第9章 小波變換電路在心電圖檢測(cè)中的應(yīng)用 163
9.1 引言 163
9.2 小波變換檢測(cè)QRS波的原理和步驟 164
9.3 QRS波的開(kāi)關(guān)電流小波變換電路檢測(cè) 166
9.3.1 基本結(jié)構(gòu)與原理 166
9.3.2 開(kāi)關(guān)電流小波變換電路設(shè)計(jì) 167
9.3.3 模極大值檢測(cè)電路 173
9.3.4 實(shí)例驗(yàn)證 174
9.4 本章小結(jié) 177
參考文獻(xiàn) 178
第10章 小波變換電路在電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)中的應(yīng)用 180
10.1 引言 180
10.2 電力系統(tǒng)諧波的小波變換檢測(cè)原理 182
10.3 基于開(kāi)關(guān)電流小波變換電路的諧波檢測(cè) 184
10.3.1 Morlet小波函數(shù)時(shí)域逼近 185
10.3.2 Morlet小波濾波器傳遞函數(shù)求取 187
10.3.3 開(kāi)關(guān)電流Morlet小波濾波器設(shè)計(jì)與仿真 188
10.3.4 實(shí)例驗(yàn)證 192
10.4 本章小結(jié) 193
參考文獻(xiàn) 194
第11章 小波變換電路在模擬電路故障診斷中的應(yīng)用 196
11.1 引言 196
11.2 基于小波變換電路的模擬電路故障診斷原理 198
11.3 用于故障特征提取的小波變換電路設(shè)計(jì) 199
11.4 基于分?jǐn)?shù)階小波變換電路的故障特征提取 203
11.4.1 小波能量故障特征提取 203
11.4.2 實(shí)例驗(yàn)證 204
11.5 本章小結(jié) 208
參考文獻(xiàn) 208
第12章 復(fù)小波變換電路在信號(hào)包絡(luò)提取中的應(yīng)用 210
12.1 引言 210
12.2 解析小波變換 210
12.3 信號(hào)包絡(luò)提取原理 211
12.4 復(fù)解析分?jǐn)?shù)階小波變換電路設(shè)計(jì) 213
12.5 基于復(fù)解析小波變換電路的語(yǔ)言信號(hào)包絡(luò)提取 218
12.5.1 復(fù)解析小波變換電路的提取語(yǔ)音包絡(luò)原理 218
12.5.2 實(shí)例驗(yàn)證 219
12.6 本章小結(jié) 220
參考文獻(xiàn) 220
第13章 結(jié)束語(yǔ) 222