Express method for determining the spectral composition of a signal based on extreme filtering

Abstract

На сегодняшний день одними из самых распространенных являются системы, основанные на результатах измерительных экспериментов. Обработка экспериментальных данных широко применяется в информационно-измерительных системах, технических системах контроля и диагностики, а также в автоматизированных системах управления. Спектральные методы являются мощным и самым распространенным инструментом обработки и анализа данных. Спектральные характеристики нашли широкое применение в технике благодаря высокой информативности и обратимости, что позволяет выполнять сжатие-восстановление сигнала с высокой точностью вычислений. Освящены вопросы спектрального анализа сигналов и описания основных методов выделения спектра. Рассмотрен экспресс-метод определения спектрального состава сигнала на основе экстремальной фильтрации. Представлены результаты обработки экспериментально зарегистрированных сигналов со сканера бумагоделательной машины. Описан способ экспресс-выделения спектра на основе экстремальной фильтрации, который позволяет проанализировать спектральный состав сигнала доступными программными средствами и получить наглядные представления о широком диапазоне характеристик, предоставляющих возможность составить полное описание исследуемого сигнала. Результаты показывают сходимость при минимизации вычислительных трудозатрат и упрощении алгоритма. Перечисленные факторы позволяют использовать данный метод для экспресс-анализа в технических системах. To date, one of the most common systems are those based on the results of measurement experiments. The processing of experimental data is widely used in information-measuring systems, technical control and diagnostic systems as well as in automated control systems. Spectral methods are a powerful and most widely used tool for data processing and analysis. Spectral characteristics are employed extensively in engineering due to their high informative value and reversibility, which makes it possible to perform signal compression and restoration with high calculation accuracy. Questions of spectral signal analysis and descriptions of the main methods for spectrum extraction are examined. An express method for determining the spectral composition of a signal through extreme filtering is considered. The results of processing experimentally registered signals from the paper machine scanner are presented. A method for quick spectrum extraction through extreme filtering is described, which provides the means for analyzing the spectral composition of a signal with the aid of available software tools and obtain visual representations of a wide range of characteristics that help to compile a complete description of the signal under study. The results show the convergence with the minimization of computational effort and simplification of the algorithm. These factors enable the application of this method for quick analysis in technical systems.