暂态振荡信号频率检测的Morlet小波谱峭度法

针对电力系统暂态振荡信号频率检测中存在的检测过程复杂、易受噪声影响且通用性不强的问题,提出了一种基于Morlet复小波谱峭度的暂态振荡信号频率检测方法。采用Morlet复小波对含噪暂态振荡信号进行小波分解获得小波系数;利用小波系数绝对值计算信号的谱峭度;最后,通过最大值检测方法实现对暂态振荡的频率检测。针对谱峭度对噪声适用范围不明确的问题,提出并定义相似度函数,用于分析算法对噪声的敏感程度。仿真实验表明,该方法通用性较强,且计算过程简单,检测精度可以满足实际需求。

基于复Morlet小波变换的大跨空间结构模态参数识别研究

探讨了基于复Morlet小波变换的结构频率及阻尼比的识别方法,推导了基于小波变换系数的振型识别原理。为提高识别密集模态的精度,提出了基于最小标准差的小波中心频率及带宽的自适应选择方法。针对大跨空间结构具有低频密集模态以及难以实现用力锤或激振器来激励等特点,提出了自然激励法与小波变换相结合的模态参数识别方法。数值仿真及奥运场馆国家游泳中心现场实测数据分析表明,基于复Morlet小波变换的方法能有效识别低频密集模态参数。

短窗Morlet复小波用于电力系统信号处理的探讨

提出了利用短窗Morlet复小波计算工频电信号基波与各次谐波信号幅值的算法,其频率特性和计算值的稳定性都优于傅里叶算法。计算结果受频率波动影响小,对谐波有较强的抑制作用。短窗Morlet复小波算法的时间窗为1个～3个周期,全周期复小波算法的计算量与全周期傅里叶算法完全相同,因此,也是一种快速算法。通过算例验证了短窗Morlet复小波算法的效果,并应用于实验室变压器合闸过程的励磁涌流分析,结果证明了该算法的优越性。该算法可供继电保护的不同需求选择。

Morlet复小波变换的开关电流电路共极点实现

提出了一种时频域混合共极点逼近的开关电流电路Morlet复小波变换方法.将Morlet复小波构成部件高斯包络进行分解,设计了高斯包络时域逼近优化模型,模型可采用常规优化算法求解.利用正弦和余弦信号的周期性,及其与指数信号的乘积在频率域具有相同极点的特性,简化了Morlet复小波函数的拉普拉斯变换,实现了实部和虚部的共极点有理逼近.基于双线性变换积分器设计了一种开关电流复二阶节基本电路,继而综合了Morlet复小波变换基本电路.通过调节基本电路的开关时钟频率可实现其它不同尺度的小波变换功能.对比分析表明,本文方法的逼近效果和系统稳定性均明显优于现有的Padé变换法和Maclaurin级数法;与现有方法相比,本文设计的复小波变换电路具有结构简单、功耗低和体积小等优点.仿真结果表明了方法的有效性.

基于自适应复平移Morlet小波的轴承包络解调分析方法

针对滚动轴承的传统包络解调分析技术需要人工选择参数的缺点,提出一种自适应包络解调分析方法。该方法针对轴承故障在振动信号中表现为冲击衰减波形的特点,采用复平移Morlet小波实现冲击特征波形的自动提取。同时,基于小波系数峭度值最大的优化策略,给出Morlet小波基函数的中心频率和包络因子的优化方法,从而实现与冲击特征成分的最优匹配,获得较好的包络信号。对模拟信号和实际轴承故障数据的应用分析表明,该方法通过对基函数波形的优化匹配,可以有效地解调出弱故障特征分量,效果优于普通的复平移Morlet小波变换,适合于轴承的早期故障特征提取。

基于复Morlet小波的地层钻探识别

在低信噪比时,短时傅里叶变换和实小波变换无法准确提取钻头进入不同地层的时延信息。为此,提出一种复小波变换分析法。利用幅值和相位信息对信号突变点进行提取和定位,从而实时判断钻头钻进目的层的时刻。实验结果表明,该方法能准确表征振动信号的时频特征,与短时傅里叶变换和实小波变换相比,具有更好的时间定位和抑噪能力。

基于复Morlet小波相位的红外调制热像检测方法

为了提高红外调制热像法对复合材料缺陷的检测能力,研究了利用基于复Morlet小波相位分析的红外热像序列处理方法。依据热激励调制频率和红外图像采样频率,自适应地选择小波变换尺度总数,然后利用复Morlet小波系数相位从原始热像序列重建相位图序列。对含有分层缺陷的玻璃纤维增强复合材料参考试件进行了调制热像检测实验,以信噪比为评价指标对该方法的实际处理效果进行了定量评定,并与傅里叶变换法进行了对比。结果表明:复Morlet小波相位法可以分离调制热像信号的低频和高频噪声,能稳定地提取试件不同深度的分层缺陷,对热激励调制频率的变化有良好宽容性,因此是调制热像法的有效数据处理方法。

基于复移Morlet小波的光栅条纹图像相位提取

面结构光三维测量中,变形光栅条纹的相位信息映射为物体表面的高度,为了提取变形条纹的相位,用复移Morlet小波作为母小波,并给出复移Morlet小波的参数带宽f_(b)和中心频率f_(c)的取值方法,对由物体表面高度调制而发生变形的条纹图像进行连续小波变换,利用最大值法确定小波变换的“脊”,进而提取条纹图像的相位。模拟和实验均表明:根据最小香农熵准则确定带宽f_(b),由f_(c)√2 f_(b)进而确定f_(c),所提出的方法提取条纹图像的相位是适合的,提取精度优于传统Morlet 1-1.5提取相位及傅立叶变换法,鲁棒性较好。

全球、中国大陆和华北地区地震活动韵律性时变特征及趋势分析

基于Morlet小波变换 ,提出一种新的定量划分地震活跃期或平静期的分析方法 ,形成了根据复小波变换得到不同周期累加能谱极大值点变化、实小波变换振动周期谱时频分布以及指定周期的小波振动周期随时间变化的极值分布规律来研究地震活动韵律性及其时变特征的物理思路。通过对全球、中国大陆和华北地区浅源地震年释放能量的时间序列分析 ,对研究区强震活动的韵律性及其时变特征有了新的认识。根据目前强震活动具有的韵律性 ,结合历史地震活动情况 。

1978-2011年呼图壁河径流的变化趋势

[目的]分析新疆维吾尔自治区呼图壁河径流变化特征与长期变化趋势,为制定科学合理的呼图壁地区水资源供需平衡发展战略提供理论支撑。[方法]采用变差系数法、距平累积法、Mann-Kendall非参数秩次相关检验法及Morlet连续复小波变换对呼图壁河石门水文站1978—2011年实测日流量资料进行分析。[结果]呼图壁河径流的年内变化主要受降水与气温的影响,其主要径流产生于5—9月,汛期为6—8月,径流量占全年径流量的69.4%,枯水期为12月至次年3月。呼图壁河的Cv平均值为0.149。近34a来径流量整体呈现出不显著的增加趋势,径流量的年际变化小,年际间持续枯水与持续丰水的时间几乎相同。此外,呼图壁河年径流存在4个较为显著的周期波动,其中18和29a分别为径流量年际变化的第Ⅰ、第Ⅱ主周期。[结论]呼图壁河近34a来径流量呈增加趋势,径流量的年际变化呈现出较为显著的周期性,径流量的年内分配很不均匀。

基于神经网络预测与小波变换的结构非线性振动参数识别

首先介绍利用复Morlet小波变换进行结构非线性振动模型参数识别的原理,进而分析了因小波变换过程中的边端效应以及在采样点较少情况下复Morlet小波变换对非线性模型参数识别准确性的影响。然后提出了利用BP神经网络对非线性模型参数识别的信号进行预测延拓,并基于预测后的信号进行参数识别。最后通过对两种非线性振动模型进行数值仿真,验证了该方法能很好的提高非线性模型参数识别的准确性,并且具有一定的抗噪能力。

云南省盘龙河流域河流输沙率变化的多时间尺度分析

对云南省盘龙河流域55年来的河流输沙率进行复值Morlet小波变换,通过分析输沙率变化的小波变换结果研究其多时间尺度特征。结果表明：盘龙河流域悬沙输移率从1951年以来总体呈波动上升趋势,且存在多时间尺度特征,有4、7、22年的振荡周期,其中22年的振荡周期最为明显,贯穿整个研究时段,而4、7年时间尺度却局部性特征很强。以小波系数实部图上的零点作为判据,且以主要周期附近的小波系数实部值进行突变分析得知,对应于4年尺度的突变有27年,7年尺度的突变有16年,22年尺度的突变有5年。

基于脑电高频振荡节律的癫痫始发区快速定位算法研究

最新研究发现癫痫脑电信号中的高频振荡节律(High-frequency Oscillations,HFOs)是定位癫痫始发区(Seizure Onset Zone,SOZ)的重要生物指标.在癫痫致痫灶术前定位的过程中,以癫痫样放电判断癫痫始发区的方法十分耗时,而且癫痫样放电与癫痫发作的关系还不明确,不但增加病人感染疾病的风险,还会造成误诊.本文设计了一种基于高频振荡节律的快速定位算法,利用功率谱密度的差异提取疑似癫痫始发区,再根据曲线模板检出高频振荡节律同步出现的导联;同时基于复Morlet小波将信号变换到时频域进行分析,共同实现癫痫始发区快速定位.经过对4例临床病例处理的结果表明,该算法灵敏度和特异性良好,有助于临床癫痫手术术前精确定位.

基于方向-频率分解的旋转不变性纹理分类

提出了一种用于纹理分类的旋转不变性特征提取的新算法.该算法是将一定大小的图像进行二维傅里叶变换;其次在变换后的图像中央选择一个圆盘区域,并在方向[0°,180°]内进行等间隔角度频率抽样,实现方向分解,使用一组复Morlet小波对每个方向上的映射切片进行小波变换,从而实现多通道频率分解;在各个频率通道中计算均值和方差作为特征,并利用线性回归模型计算频率通道之间的关系特征;将特征沿方向进行一维傅里叶变换并取其幅值,从而得到旋转不变性特征.实验结果表明所提取的特征具有较好的旋转不变性,与其它算法相比具有更好的分类性能,并且对无旋转纹理分类也能产生较好的分类结果.

复解析小波变换与振动信号包络解调分析

阐述解析小波变换用于振动信号包络解调分析的理论基础。在解析小波傅氏频谱为一实值函数的条件下,论证一个解析小波的虚部是其实部的Hilbert变换,因而简洁地推论出"Morlet组合小波、谐波小波、谐波组合小波也是一类解析小波,它们的实部和虚部构成一对Hilbert变换对",可用于故障调制振动信号的包络解调分析;另外,还论证了"解析小波变换系数的实部与虚部构成一对Hilbert变换对"的结论。最后,以谐波组合小波为例分析滚动轴承故障振动信号。

一种基于小波变换的最小二乘复频域法的改进方法

针对应用最小二乘复频域法处理含有大阻尼、模态密集频带的频响函数时,难以快速、准确处理其中密集耦合模态的不足,提出了利用小波变换的带通滤波器特性对其进行改进的方法。该改进方法通过分析频响函数,搜索出应用原方法无法提取的密集耦合模态,对其选定合理的小波尺度因子进行小波变换分析,实现快速、准确的模态解耦和参数提取。最后通过对频响函数中含有大阻尼、模态密集耦合频带的8自由度系统进行仿真研究,验证了这种改进方法的正确性和优越性。

一种硅MEMS陀螺谐振频率与Q值的快速测量方法

为了解决平板电极硅微机电系统(MEMS)陀螺谐振频率和Q值的快速测定问题,提出一种基于阶跃激励余振分析的振动特性参数测量方法。首先,利用平板电容电极的吸合效应,提出一种直流阶跃激励方法,使陀螺振子产生较大初始位移的余振信号。然后,结合FFT和Morlet复小波变换对余振信号进行高分辨率频谱分析,获得谐振频率。接着,对余振信号进行Hilbert变换以提取包络线,通过最小二乘指数拟合获得阻尼系数,从而得到Q值。仿真测试表明,该方法能够精确地获得特性参数,相对误差达到了10-5量级。在角振动陀螺上的实验表明,该方法与扫频法获得的结果基本一致,且有效缩短了测试时间。

低信噪比的相位编码信号细微特征检测方法

讨论一种用傅里叶变换测量频率,由测得的频率和先验知识决定的尺度范围调整复值morlet小波的中心频率并确定一个尺度,然后在该尺度下进行复值morlet小波变换,根据得到的小波变换系数模值局部极小值来检测相位编码信号细微特征的方法。

近50年来科右中旗主要气象要素的小波分析

利用Morlet复数小波方法分析1964-2010年科右中旗的年平均气温、降水、蒸发量的小波变化特征,揭示了研究区多时间尺度的气候变化、周期和突变过程.研究结果表明:研究区气温存在7a、12a、17～18a的周期变化,其中17～18a为其主周期,突变发生在1987年;降水量存在4a和9a的周期变化,突变发生在1982、1998年.蒸发量以8a的时间尺度为周期.研究区气温逐年上升,而降水量则明显下降,因此气候向暖干化方向发展.

连续小波变换在电力系统谐波分析中的应用

电力系统中的信号通常是非平稳信号,传统傅里叶算法因其纯频域的特性,无法提供局部时间段上的频率信息,因而不适合电力系统信号的分析。基于离散小波的mallet算法则由于存在频带划分不够精确和能量泄露的问题,对于谐波的分析精度也会产生影响。本文提出了基于morlet复小波的连续小波变换算法在电力系统基波与各次谐波信号幅值计算中的应用,该算法既保留了良好的时—频特性,同时也避免了mallet算法中的问题。