基于改进EEMD和Cohen类的局部放电信号联合时频分析

局部放电信号特征提取及模式识别是电力设备状态评估和故障诊断的关键,基于局部放电波形的时频分析能够全面获取波形特征,但目前常用的时频分析方法存在交叉项干扰问题,会产生"虚假信号"。为解决该问题,提出将集合经验模态分解(EEMD)和Cohen类分布结合的方法应用于局部放电信号的时频分析,并运用回归型支持向量机(SVR)抑制EEMD端点效应。利用指数衰减振荡函数加入Gaussian白噪声和窄带干扰来模拟电力设备高频电流局放信号。结果表明,该方法能够准确辨识出特征脉冲信号,且在保证信号项时频聚集性的同时,有效削弱信号内部交叉干扰项。利用该方法对变电站现场实测局放信号进行时频分析,所得结果验证了其在现场干扰环境下的有效性和实用性。

重排Cohen类时频分布用于GIS局部放电声信号时频分析

为了完整描述气体绝缘组合开关(gas insulated switchgear,GIS)在发生局部放电时信号的时频域信息,介绍了Cohen类双线性时频分布并针对交叉干扰项影响无法完全消除的问题进行了重排时频变换以提取及分辨含有白噪声和窄带周期干扰的局部放电信号。处理仿真和现场检测到的局部放电超声信号时根据白噪声和窄带周期干扰信号在时域上的平稳性特性发现重排Cohen类时频变换方法不仅可以很好地将局放信号和背景噪声以及窄带周期干扰信号分辨开来,而且大大减弱并抑制了交叉干扰项的影响,保持了更高的时频分辨率和时频聚集性,从而验证了重排Cohen类时频变换方法的有效性。

EEMD和Cohen类联合抑制交叉项的时频特征提取方法

Wigner-Ville分布是一种双线性时频分布,对多分量信号分析存在交叉项干扰.本文提出了一种基于EEMD和Cohen类时频融合算法,该算法采用EEMD算法将信号从频域上分离为若干个固有模态函数之和,再对伪分量之外的各分量进行Cohen类时频变换并叠加,得到信号的时频分布,消除了信号内部各模态函数之间时频分布的交叉项.通过对EEMD和Cohen类时频融合算法进行仿真,与小波分解和Cohen类联合时频算法、EMD和Cohen类联合时频算法的仿真进行比较,结果表明,该算法抑制交叉项效果最好,重构误差最小,同时抑制了噪声对时频特征的干扰.

基于小波的广义时频分布及其与Cohen类的关系

STFT，WT，WVD和Cohen类是目前信号分析和处理的有力工具。本文用WT的二次型时频形式分析了线性时频特性，研究了尺度图和变化窗谱图与Cohen类之间的关系；将尺度图纳入到Cohen类的框架，从而使WT广义化为时频域、时延频偏域的双线性时频分布以及谱相关域的二维频率分布；定义了尺度图、小波模糊函数(WAF)和小波谱相关函数(WSCF)；分析了它们的物理意义。推导并仿真了单频、双频和高斯白噪声的WSCF，分析了各自的特性。最后通过引入一种离散小波变换的加密算法，解决了小波时频分布的计算问题。

EMD和Cohen类结合抑制交叉项的时-频分析方法

为抑制单独使用Cohen类进行时-频变换时出现的交叉项,利用经验模态分解法将信号从频域上分离为若干个内禀模态函数之和,将分解后的信号分别进行Cohen类分布的时-频变换,得到信号的时-频分布.对3种不同类型的仿真信号进行计算,并将其时-频分布与直接对信号作Wigner-Ville分布、Cohen类时-频分布(以广义指数核为例)进行比较.结果表明,此方法能够抑制由二次分布所产生的交叉项,得到的结果更加接近理想时-频分布.

具高可读性的Cohen类时频分布及其在扩频通信中的应用

从Ｃｏｈｅｎ类时频分布的特点出发讨论了基于几何重心的坐标平移法，给出了具有高可读性的修正ｃｏｈｅｎ类时频分布的通用计算方法，分析了基于高可读性时频分析与检测的时变自适应线性相位ＦＩＲ滤波器在ＤＳＳＳ抗干扰中的应用，并与横向Ｗｉｅｎｅｒ内插滤波器在ＳＮＲ的改善方面作了比较，给出了多点频连续波干扰及ＰＮ序列经过滤波之后的结果．

跳频信号的几种Cohen类时频分布性能比较

分析了谱图（SPEC）、伪Wigner—Ville分布（PWVD）、平滑伪Wigner-Ville分布（SPWVD）、矩形核分布（RKD）及Choi—willianls分布（CWD）等几种典型Cohen类时频分布核函数的特点，从信号项的保留和交叉项的去除两个方面比较了它们对跳频信号模糊函数的滤波效果，同时从交叉项抑制和时频聚集性两个方面比较了这几种时频分布的性能。理论分析和仿真结果表明，在核函数形式和参数选取适当的情况下，SPWVD在减小交叉项、保持时频聚集性以及抗噪性方面优于其它时频分布，更适于表征跳频信号的时变信息。

Cohen类时频分布算法的改进及其在地震信号处理中的应用

为了简化离散Cohen类时频分布的计算方法,探索了现有离散Cohen类时频分布算法的不足之处,提出了一种基于优化瞬时自相关函数改进的计算方法。通过对地震信号的仿真,结果表明改进离散Cohen类时频分布计算方法是可行的,改进离散Cohen类时频分布算法和现行算法发频分布相同,而且有效降低了Cohen类整体算法的复杂度,解决了离散Cohen类时频分布计算量较大的问题。

基于Cohen类离散时频分布对侦察信号处理的改进算法

通过时频分布特别是Cohen类时频分布的平移不变性,将连续Cohen类时频分布扩展到离散Cohen类时频分布.在分析研究其与连续Cohen类的关系后,利用核函数的分解与重构理论提出了一种用离散时频分析方法处理侦察信号的改进算法,通过计算机进行了仿真.

Cohen类时频分布比较及其在局部放电信号处理中的应用

系统地以参函数的角度介绍了6种典型的Cohen类时频分布。从理论和应用效果上分析了各分布的交叉干扰项衰减和时频分辨率性能。针对局部放电信号的非平稳性,展现了各分布在处理仿真和实际脉冲信号的应用效果。试验结果表明,平滑伪Choi-Williams分布(SPCWD)对局放脉冲非平稳信号引发的短时变化具有高度的敏感性,更为适合表征局放脉冲信号的时变信息。据此,可提取单个脉冲波形的时频特征参数、分析多个连续放电脉冲的时频变化,从而用于放电类型的模式识别以及深入研究绝缘系统中的局部放电机理。

基于S变换的地震相分析技术

为全面准确地描述地震相特征,在地震相分析中引入了时频分析技术,如短时窗傅里叶变换、Cabor 变换、小波变换等。之后发展起来的 S 变换时频分析方法综合了短时窗傅里叶变换和小波变换的优点,具有线性化、无损可逆性以及高时频分辨率等特性。阐述了 S 变换的基本理论,并利用 S 变换对理想的地震序列模型以及实际地震资料进行了地震相分析。通过对地震相特征的连续性以及振幅和频率变化特征的分析发现,对于规模较小的地震相体,在时间剖面上很难识别其层序内的地震相特征(特别是频率)随旅行时的变化情况,但在 S 变换的时频域内可以被清楚地体现出来。因此,在进行沉积环境识别时,可以利用 S 变换来提供有效地震信息。

利用重排分布理论的GIS局放信号时频分析

为了在时频域上更好地分析气体绝缘组合开关(gas insulated switchgear,GIS)设备的局部放电信号,介绍了2种经典的Cohen类和仿射类时频分析方法并针对该两种时频分析方法无法消除交叉干扰项的问题,又引入了一种基于信号重排理论的方法,对Cohen类和仿射类时频分析方法进行重排变换,以降低交叉干扰项的影响,提高信号时频聚集性和可读性。最后,将该重排时频变换方法应用于GIS局部放电信号时频分析中,用于抑制现场噪声干扰,提取局放脉冲发生的时间和频率信息。通过对仿真和现场采集的局放信号进行时频分析处理,发现经重排变换后的Cohen类和仿射类时频分析方法,可以获得更佳的时域和频域分辨率,验证了重排方法的有效性。

几种时频分析方法的比较及应用

地震信号属于非平稳信号,常规傅立叶变换方法不能刻画任一时刻的频率成分,无法对其进行全面的分析。时频分析方法将一维时域信号变换到二维的时频平面,全面反映地震信号的时频联合特征。本文介绍了短时傅立叶变换、连续小波变换、Wigner-Ville分布、Cohen类分布四种时频分析方法,通过理论合成信号试算,从时间分辨率、频率分辨率,以及对多频率成份信号适应能力等方面阐述了这四种方法的优缺点,进一步分析比较了这四种方法的特点及应用效果。

正弦波拟合算法的薄互层解释

针对中国陆相沉积油层大多为薄互层的特点,根据薄互层的调谐效应物理特征,提出了采用正弦波拟合算法估计地震道频率的方法.理论模型算例和实际资料分析证明该方法对横向追踪和纵向识别薄互层是有效的.与复地震道相位求导、短时傅里叶变换、Cohen类方法相比,正弦波拟合算法估计局部数据频率具有良好的抗噪能力和分辨率.

一种新的二次时频分布和几种主要二次时频分布的比较研究

本文提出一种新的Cohen类时频分布并对几种主要Cohen类时频分布进行了实验比较研究。结果表明,基于指数分布(ED)和锥形核分布(CKD)的复合核分布(ECKD)具有更强的抑制交叉干扰性质,同时几乎不会使ED或CKD的时频分辨力降低。

基于三阶Rényi熵的核参数优化

在Cohen类时频分布中,为使减小交叉项与保持高的时频聚集性二者之间达到最佳折中,提出了一种基于三阶Rényi熵的核参数优化算法.根据三阶Rényi熵对交叉项的近似不变性,通过搜索三阶Rényi熵随核参数变化曲线下降由快变慢的转折点,可以获得最优核参数.理论分析和仿真结果表明:根据三阶Rényi熵对核参数进行优化,可以使核函数与信号达到最佳匹配,从而得到高性能的时频分布.

基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排的爆破振动信号分析研究

简单介绍了重排时频分布,包括Cohen类分布的重排和Affine类分布的重排。并选择属于重排Cohen类分布的平滑伪Wigner-Ville分布重排对地下和露天爆破振动信号的时频特征进行对比分析,得出了它们之间的不同之处和相似之处,以便采取更加合理的措施来减小爆破振动的危害,从而保护地下工程和露天工程设施的安全稳定性。

音乐信号的时频分析

对已用于音乐处理上的主要时频(TF)分析方法进行了综述,并描述了它们的应用范围。在Cohen类框架下对技术方法进行检验,有助于新方法的设计和比较。所述内容涵盖了基音同步分析,短时傅立叶变换(STFT),相位声码器,恒Q变换和小波变换,Wigner分布和模式分布。详细描述了窗函数法的局限性和对稳态假设、无限持续正弦曲线的依赖性。与窗函数法相反,Wigner分布用解析信号定义瞬时频率和功率参数,而模式分布是对优化的Wigner分布的线性变换。应用领域涉及分析、再合成、记谱、分类和识别、可视化。

连锁类的几个不变性质

给出了连锁类的几个不变性质，得到：在ＣＭ局部环中，广义ＣＭ性是连锁类的不变性质；强广义ＣＭ性是偶连锁类的不变性质；在正则局部环中。

一种硅油扭振阻尼器的非线性动力学特性研究

本文提出一种利用Ｃｏｈｅｎ类二次时频分布和Ｈｉｌｂｅｒｔ变换，由非平稳振动信号对非线性动力学系统进行辨识的方法，利用该方法对一种硅油扭振阻尼器进行了实验研究，得到了阻尼器的阻尼系数随转速的变化曲线及附加刚度随转角的变化曲线，揭示了阻尼器的非线性动力学特征。该方法仅需利用一次冲击响应信号，实验工作量小，抗噪性好，适用性广泛。