[发明专利]一种虚拟仪器的波形同步方法及系统

权利要求书

1.一种虚拟仪器的波形同步方法，其特征在于，包含：

S1、向输入信号中添加随机噪声序列；

S2、对添加随机噪声序列后的输入信号进行采样，采样后的信号中具有相邻的第一帧信号与第二帧信号；

S3、对添加随机噪声序列后的第一帧信号与第二帧信号分别利用带约束的最小二乘学习法进行曲线拟合；

S4、判断曲线拟合后的第一帧信号与第二帧信号是否匹配，若是，则进行步骤S5；

S5、求解出平移距离，并将曲线拟合后的第二帧信号平移所述平移距离至曲线拟合后第一帧信号处；

S6、将匹配后的信号进行重构，重构时将匹配后的信号中的相对于第一帧信号多余的尾部数据移动到匹配后的信号的相对于第一帧信号缺失的头部数据；

步骤S4中，曲线拟合后的第一帧信号与第二帧信号是否匹配是通过判断第一帧信号与第二帧信号的匹配吻合度误差来实现，其中匹配吻合度误差大于预设值时二者不匹配，否则二者匹配，其中匹配吻合度误差通过下述公式计算所得：

式中，第一帧波形数据的横坐标集合X₁＝{x₁₁,x₁₂,x₁₃,…,x_1n}，纵坐标集合Y₁＝{y₁₁,y₁₂,y₁₃,…,y_1n}，第二帧波形数据的横坐标集合X₂＝{x₂₁,x₂₂,x₂₃,…,x_2n}，纵坐标集合Y₁＝{y₂₁,y₂₂,y₂₃,…,y_2n}，为待求解的平移距离，L为第一帧信号与第二帧信号实际需要平移距离，int()表示向下取整。

2.根据权利要求1所述的波形同步方法，其特征在于，还包括将当前重构后的信号依次与对输入信号进行采样后的信号中的后续帧信号进行波形同步的步骤，波形同步时将第k次重构的信号进行采样后作为新的第一帧信号，将对输入信号进行采样后的信号中的第k+2帧信号作为新的第二帧信号，再次进行步骤S3-S6，其中k＝1,2，3…。

3.根据权利要求1所述的波形同步方法，其特征在于，步骤S5中具体包含：

(1)获取适应度函数

(2)将自变量编码成二进制数据形式，并初始化种群，种群中个体表示的初始值；

(3)根据适应度函数计算各个个体适应度值；

(4)对种群中个体进行选择、交叉、变异操作，得到子代种群，其中交叉操作包含：先根据预设规则种群中提取出适应度最大的多个个体作为最优种群，然后将最优种群中的每一个个体分别与最优种群中的其他个体进行交叉，变异操作时最优种群个体数量越大则变异率越小；

(5)确认是否满足中止条件，未满足则跳到第(3)步；

(6)中止条件触发，根据得到的最优解作为的最终值；

(7)将第二帧信号平移所述最终值作为匹配后的信号。

4.根据权利要求1所述的波形同步方法，其特征在于，所述虚拟仪器为虚拟的示波器，所述步骤S6之后还包括步骤：将重构之后的波形进行在电脑进行显示。