تحلیل پایداری، تنظیم پارامترها و تعمیم یک الگوریتم تخمین فرکانس سیگنال های سینوسی
چکیده
بسیاری خواص تناوبی از خود نشان داده و میتوان آنها را با یک سیگنال سینوسی و یا مجموع سیگنالهای سینوسی با پارمترهای متغیر با زمان مدل نمود. ارائه روشی که توانایی استخراج سیگنال های سینوسی و تخمین پارامترهای آنها را داشته باشد در بسیاری از شاخصهای مهندسی کاربرد دارد. تخمین پارامتر میتوان شامل تخمین دامنه، فرکانس و فاز این سیگنالهای سینوسی باشد. در این میان، تخمین فرکانس به لحاظ اینگونه سیگنالها ارائه وجنبههای مختلف آن مورد تحقیق قرار گرفته است. این تحقیق شامل معرفی الگوریتم، ارائه معادلات دیفرانسیل حاکم بر آن و تحلیل و اثبات پایدراری آن میباشد. در ادامه الگوریتم جهت تخمین فرکانسهای یک سیگنال که از مجموع چند سیگنال سینوسی شکل گرفته باشد، تعمیم داده شده است. علاوه بر این، در این رساله روشی جهت تفکیک مولفه های یک سیگنال تناوبی و تخمین فرکانس مولفه اصلی آن ارائه شده است. جنبه های مختلف الگوریتمهای ارائه شده و همچنین روشهای معرفی شده جهت تنظیم پارمترهای آنها از طریق شبیه سازی کامپیوتری به طور دقیق تحقیق شده است. ساختار مطرح شده در این رساله بر هیچ یک از روشهای معمول تجزیه و تحلیل سیگنالهای منطبق نبوده و یک روش غیر خطی برای مسالهای به طور ذاتی غیر خطی ارائه میکند. الگوریتم معرفی شده در این رساله هر چند دامنه و فاز را تخمین نمیزند و تنها امکان تخمین مستقیم فرکانس را فراهم میسازد. توانایی تجزیه و سیگنال شامل مجموع سیگنالهای سینوسی به مولفه های تشکیل دهنده آن را داراست. شیبه سازی های متعدد کامپیوتری موید کارایی الگوریتم برای کاربردهای تجزیه و تحلیل سیگنالها در حوزه زمان است. این شبیه سازی موید مقاوم بودن الگوریتم نسبت به نویز و تغییرات داخلی است. در مقایسه با حلقه قفل شده در فاز، الگوریتم معرفی شده به نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ نیازی نداشته و همچنین تنظیم پارامترهای آن ساده تر میباشد. ساختار موازی الگوریتم پیاده سازی سخت افزاری و نرم افزاری آن را ساده میسازد.