ESTIMATION DE PARAMÈTRES DE SINUSOÏDE AMORTI À VALEUR RÉELLE À L'AIDE D'UN ALGORITHME DE TRANSFORMÉE DE FOURIER DISCRÈTE INTERPOLÉE À TROIS POINTS
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2024.69.4.1Mots-clés :
Algorithmes basés sur la transformée de Fourier discrète (DFT), Estimation des paramètres en ligne, Sinusoïdes amorties à valeur réelle, Analyse statistique et d'erreur, FenêtrageRésumé
Cet article propose de nouveaux estimateurs de fréquence sinusoïdale amortie et de facteur d'amortissement à valeur réelle. Ils exploitent un algorithme de transformée de Fourier discrète interpolée (IpDFT) à trois points basé sur les fenêtres Rife-Vincent de classe I (RVCI) et des échantillons DFT à valeurs complexes. Les précisions des estimateurs proposés sont comparées à celles fournies par d'autres algorithmes de Fourier interpolés de pointe utilisant des simulations informatiques lorsque des sinusoïdes amorties pures, bruyantes et bruyantes et harmoniquement déformées sont analysées.
Références
(1) J.C. Visschers, E. Wilson, T. Connelly, A. Mudrov, L. Bougasi, Rapid parameter determination of discrete damped sinusoidal oscillations, Optics Express, 29, 5, pp. 6863-6878 (2021).
(2) H. Günther, NMR spectroscopy: basic principles, concepts and applications in chemistry, John Wiley & Sons (2013).
(3) E. Aboutanios, Estimation of the frequency and decay factor of a decaying exponential in noise, IEEE Trans. Signal Process., 58, 2, pp. 501–509 (2010).
(4) E. Aboutanios, Estimating the parameters of sinusoids and decaying sinusoids in noise, IEEE Instrum. Meas. Mag., 14, 2, pp. 8–14 (2011).
(5) D. Agrež, Estimation of parameters of the weakly damped sinusoidal signals in the frequency domain, Computer, Standards & Interfaces, 33, pp. 117-121 (2011).
(6) K. Duda, T.P. Zielinski, L.B. Magalas, M. Majewski, DFT based estimation of damped oscillation’s parameters in low frequency mechanical spectroscopy, IEEE Trans. Instrum. Meas., 60, 11, 2011, pp. 3608–3618 (2011).
(7) M. Bertocco, C. Offeli, D. Petri, Analysis of damped sinusoidal signals via a frequency-domain interpolation algorithm, IEEE Trans. Instrum. Meas., 43, 2, pp. 245–250 (1994).
(8) K. Wang, H. Wen, L. Xu, L.Wang, Two points interpolated DFT algorithm for accurate estimation of Damping Factor and Frequency, IEEE Signal Process Letter, 28, pp. 499-502 (2021).
(9) R. Diao, Q. Meng, H. Fan, Interpolation algorithms based on Rife-Vincent window for discrete Fourier transforms of damped signals (in Chinese), Journal of Mechanical Engineering, 51, 4, (2015).
(10) D. Belega, D. Petri, Fast interpolated DTFT estimators of frequency and damping factor of real-valued damped sinusoids, Measurement, 217, (2023).
(11) C. Offelli, D. Petri, Interpolation techniques for real-time multifrequency waveform analysis, IEEE Trans. Instrum. Meas., 39, 1, pp. 106-111 (1990).
(12) F.J. Harris, On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform, Proceedings of the IEEE, 66, 1, pp. 51–83 (1978).
(13) A.H. Nuttall, Some windows with very good sidelobe behavior, IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. ASSP, 29, 1 pp.84–91 (1981).
(14) D.C. Rife, G.A. Vincent, Use of the discrete Fourier transform in the measurement of frequencies and levels of tones, Bell Syst. Tech. J, 49, pp. 197-228 (1970).
(15) D. Belega, D. Petri, D. Dallet, Impact of harmonics on the interpolated DFT frequency estimator, Mechanical Systems and Signal Processing, 66-67, pp. 349-360 (2016).
(16) D. Belega, D. Petri, Effect of noise and harmonics on sine-wave frequency estimation by interpolated DFT algorithms based on few observed cycles, Signal Processing, 140, pp. 207-218 (2017).
(17) D. Belega, D. Dallet, Multifrequency signal analysis by interpolated DFT method with maximum sidelobe decay windows, Measurement, 42, 3, pp. 42 0-426 (2009).
(18) Y. Yao, S.M. Pandit, Cramér-Rao lower bounds for a damped sinusoidal process, IEEE Trans. Signal Process., 43, 4, pp. 878–885 (1995).
Téléchargements
Publiée
Numéro
Rubrique
Licence
(c) Copyright REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE 2024
Ce travail est disponible sous licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International.
