魏列江， 李旭方， 王 霖， 董万玉， 孟 犁

（1.兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州 730050； 2.甘肃省计量研究院，甘肃兰州 730060）

低信噪比下基于Chirp信号的频率特性测试方法

魏列江1， 李旭方1， 王 霖1， 董万玉1， 孟 犁2

（1.兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州 730050； 2.甘肃省计量研究院，甘肃兰州 730060）

提出采用带通滤波和小波包变换对响应信号进行预处理，再由FFT分析和处理获得系统频率特性曲线的方法，较好地解决了低信噪比下的系统频率特性测试问题，并降低了测试时对采集系统的硬件要求。实验结果表明：对于截止频率以下的频段，在信噪比较低甚至为－20 dB时，可以得到精度不低于1 dB的幅频特性曲线和不低于3°的相频特性曲线，完全满足系统性能评价和控制器设计的应用要求。

计量学；频率特性；小波包变换；FFT

1 引 言

在控制系统性能评价和控制器设计过程中，频率特性是最为重要的系统特性之一。系统频率特性曲线测试通常采用FFT的分析方法获得，该方法以Chirp信号作为被辨识系统的激励信号，将输入与输出信号作FFT变换，并计算出每个频率处的响应信号与激励信号的幅值比、相位差，由这些计算结果就可以得到被测系统幅频特性和相频特性曲线［1］。这种方法具有计算效率高、测试速度快的特点［2］。但是这种方法在导弹和飞机等飞行器的发动机喷管摆角控制、飞机起落架收放、船舶的减摇鳍运动控制等系统的频率特性测试中往往不能获得可信的结果。因……