伪魏格纳分布和连续小波变换在变速箱故障诊断中的应用

将伪魏格纳分布和连续小波变换理论应用于汽车变速箱故障诊断 ,给出了变速箱故障振动信号的基本模型 ,并进行了变速箱故障的实例分析 ,结果表明 ,伪魏格纳分布和连续小波变换与传统的谱分析相比 ,不仅能形象、直观地反映变速箱故障信息 。

基于阶次跟踪与伪魏格纳分布的齿轮故障诊断

提出了一种研究旋转机械瞬态信号的分析方法。对齿轮箱加速时测得的原始振动信号进行角域重采样,然后对角域里的信号进行伪魏格纳分布研究。结果显示:阶次跟踪技术能够有效避免传统频谱方法无法解决的"频率模糊"现象,伪魏格纳分布能够从三维的角度来描述齿轮的啮合情况,将两种方法相结合是对传统的频谱分析法的有力补充,具有广阔的应用前景。

基于伪魏格纳分布分解的合成孔径雷达图像目标与阴影分割

在二维魏格纳分布的框架内,针对魏格纳变换的交叉项问题和计算量大的问题,提出了合成孔径雷达图像局部伪魏格纳变换的目标和目标阴影的分割方法.首先,将合成孔径雷达图像进行二维伪魏格纳变换,得到各像素点的二维能量谱图;然后提取各像素点的二维能量谱图对应位置值形成多个不同频段的与原图像同大小的能量谱图;最后,对不同频段的能量谱图采用不同的处理方法后,将各能量谱图相加处理后形成区域标识图像,最终得到原图像的目标和目标阴影分割图像.本文利用该方法对MSTAR切片图像进行了分割试验,并对分割图像与频谱最大值距离或方位分割算法和基于双参量CFAR与隐马尔科夫联合分割算法进行了分割图像对比度对比.实验结果表明,采用本文算法的合成孔径雷达分割图像,对比度明显提高,且保留了目标图像细节.

伪魏格纳-维勒分布在地磁时频分析中的应用

采用伪魏格纳-维勒分布对静日和扰日的地磁场Z分量数据进行时频分析,结果表明周期为6～24h的静日变化在静日和扰日的各个台站都存在;而2～6h部分既受外源场影响,也反映了区域信息,表现出感应磁场和地壳磁场的特征。采用平滑伪魏格纳-维勒分布对汶川8.0级地震前各台的Z分量数据进行时频分析,结果显示震中附近的地磁台站在震前记录到了周期约为4.4h的异常信号,其振幅随震中距增大而减小。

基于正交匹配-伪魏格纳分布的电缆缺陷定位

时频域反射法(TFDR)采用时频联合的方法对电缆缺陷进行定位,但定位信号时频谱中存在交叉项干扰,导致无法对电缆局部缺陷进行精确定位。该文提出采用正交匹配追踪(OMP)和伪魏格纳分布(PWVD)结合的算法,实现了对实测电缆定位信号特征提取,以及信号时频谱中交叉项干扰抑制。首先通过OMP算法对原信号进行分解;然后对分解后的子信号分别求取PWVD时频分布;最后通过对时频谱线性叠加,获得定位信号更精确的时频表达,有效地消除了交叉项干扰。搭建了10 kV交联聚乙烯电缆仿真模型进行研究,并选取了长度40 m含两个中间接头、105 m含缺陷及500 m含中间接头的XLPE电缆对算法进行实验验证。仿真及实验结果表明,OMP-PWVD改进算法能有效抑制交叉项干扰,且具有较强抗干扰能力,有效地提高了时频域反射法的定位精度。

基于平滑伪维格纳分布和最小熵的BPSK信号参数估计

针对低信噪比环境下二相编码(Binary phase shift keying,BPSK)信号的参数估计性能差问题提出了一种新方法。该方法首先对信号进行平滑伪维格纳分布(Smooth pseudo Wigner-Ville distribution,SPWVD)变换得到时频矩阵SSPWVD(tm,fn),再利用最小熵法对得到的时频矩阵进行处理得到BPSK信号载频的较高精度估计。SPWVD变换将BPSK信号相位突变信息转换为时频域内信号载频处的幅度突变信息,通过搜索相邻负尖峰并进一步处理得到BPSK信号的码宽、码率、码数以及编码序列的估计。仿真结果验证了方法的有效性。

一种应用自项抑制魏格纳分布交叉项的方法

在分析Wigner-Ville分布(WVD)自项和交叉项关系的基础上,提出了一种采用平滑伪魏格纳分布(SPWVD)谱抑制交叉项的方法。该方法首先计算信号的SPWVD,进而求取SPWVD谱,然后用SPWVD谱代替信号的自项,作为窗函数对信号的WVD进行处理。这里SPWVD谱不仅起到有效移除WVD交叉项的作用,还可以增强自项,起到自身定位的作用。最后通过实验和故障诊断实例验证了该方法的有效性。

雷达海杂波尖峰时频分布特性研究

对雷达海尖峰进行了重新定义,使用短时傅里叶变换、平滑伪维格纳分布以及平滑内维格纳分布的重排形式3种工具分析了IPIX雷达杂波数据的单个距离分辨单元内海尖峰与时频分布之间的关系。研究表明,伴随海尖峰的发生,杂波对应的时频能量分布也较强。

基于SPWVD分布DSP实现的纸浆流量测量新方法

针对于当前实用型纸浆流量测量方法精度低的问题,提出一种纸浆流量的测量新方法,该方法利用纸浆浓度传感器产生的浓度信号的噪声中含有的流量信息,通过DSP实现的魏格纳-威利分布进行纸浆浓度信号噪声的时-频分析,利用其特征频率计算出纸浆实时流量。该方法使得纸浆浓度传感器同时测量纸浆浓度和流量,实验表明测量精度高达0.5%,并且具有出色的动态性能。

基于平滑伪维格纳分布与阶次跟踪的汽车变速器啸叫噪声分析

运用平滑伪维格纳分布,结合阶次跟踪方法,进行汽车变速器啸叫噪声分析。首先,针对计算机运算的实现,提出平滑伪维格纳分布算法;然后基于瞬时频率估计,运用平滑伪维格纳分布,进行发动机转速信号的提取;结合分段三次埃尔米特插值多项式,在角域内进行信号的等角间隔重采样;运用平滑伪维格纳分布,进行变速器二挡噪声的时频分析与阶次跟踪分析,对啸叫噪声进行定性、定量分析。为变速器啸叫分析提出了新的方法。

电弧炉异常炉况电极调节应激干预技术的研究

三相交流电弧炉在冶炼过程中常遭遇短路和断弧异常炉况,这不仅延长了通电和出钢时间,增加了能耗,还威胁到生产的安全性和稳定性。提出了一种创新的基于电弧声信号分析的电极调节应激干预技术,以优化EAF冶炼过程。首先基于75t普碳钢EAF生产现场的电弧声信号探究了短路、断弧与稳态运行时三类电弧声时频特征;利用平滑伪维格纳分布算法来评估电弧声的能量密度水平,确定了异常炉况与稳态运行时的特征频率,实现了异常炉况判别。此外,通过分析稳态运行、短路与断弧前期及发生期的电弧声特征频率,揭示了异常炉况的预测规律。在此基础上,在现有的电极调节控制系统中集成了应激干预机制,并通过程序化实现了自动化控制。工程验证结果表明,该技术能够有效地在3~4秒前预测并干预异常炉况,显著减少了短路和断弧事件,同时降低了7.5%的单吨冶炼能耗,证实了其在提升EAF冶炼效率和降低成本方面的潜力。

激光微多普勒探测运动目标复合振动的实验研究

建立了激光微多普勒效应探测系统,开展了激光微多普勒效应探测运动目标复合振动的实验研究。实验结果的频谱分析和时-频域的联合分析表明:利用激光微多普勒效应,可以有效地探测目标的复合振动,为目标的探测、分类和识别奠定了基础。

基于分数阶傅里叶变换的chirp信号时频分析

提出了一种新的基于分数阶傅里叶变换的伪维格纳分布(PWD),用于单分量或多分量chirp信号的分析。首先通过搜索二阶分数阶傅里叶变换矩的极值点,寻找最佳变换域,然后利用旋转的短时傅里叶变换,在分数阶傅里叶变换域中实现各分量chirp信号间的分离,以抑制交叉项及噪声项的干扰。在已知信号模型的前提下,还给出了分数阶傅里叶变换最佳旋转角度的经验计算公式,以辅助信号分析。仿真实验表明,通过对时频平面的旋转,所提出的方法能够在分数阶傅里叶变换域中,很好地抑制多分量信号间的交叉项干扰,更好地提取信号的时频信息。

基于SPWVD时频图纹理特征的滚动轴承故障诊断

针对如何提高滚动轴承故障诊断准确率的问题,提出一种基于平滑伪维格纳-威利分布(smooth and pseudo Wigner-Ville distribution,简称SPWVD)时频图纹理特征的故障诊断方法,对滚动轴承不同故障类型及故障程度进行识别。首先,采用SPWVD时频分析方法处理轴承故障振动信号,并获取时频图,从中提取选择表征能力优秀的特征参量作为故障特征;其次,将故障特征作为输入,结合支持向量机(support vectors machine,简称SVM)建立滚动轴承故障诊断模型;最后,采用轴承故障数据,比较SPWVD时频图纹理特征、维格纳-威利分布(Wigner-Ville distribution,简称WVD)时频图纹理特征和小波尺度谱图纹理特征3种故障特征的模式识别能力及准确率。分析结果表明,SPWVD时频图纹理故障特征分类效果最佳,敏感性最强,具有较高的故障诊断精度。

变速器齿裂及轴承故障建模与故障特征提取

建立了变速器齿裂故障、轴承故障的动力学模型 ,依据此模型仿真了齿裂故障、轴承内圈、外圈、滚动体故障的故障信号。采用平滑伪维格纳分布提取了这几种故障的特征。

双基地ISAR成像分析

在建立远场条件下双基地ISAR转台模型的基础上,阐述了双基地ISAR的成像原理。针对双基地ISAR系统中相对转角计算复杂的问题,给出了一种利用合多普勒带宽计算双基地ISAR方位分辨率的方法。详细分析了双基地ISAR系统的收、发分置结构对目标成像的影响,针对双基地ISAR系统中机动目标多普勒频率信息的时变特性,将基于时频分析技术的距离-瞬时多普勒成像算法引入双基地ISAR目标像的重建过程中。最后,仿真实验验证了算法的有效性。

现代信号分析在变速箱故障诊断的应用

本文简要概述了伪魏格纳分布和连续小波变掏基本理论，给出了齿轮箱故障振动信号的基本模型，对振动信号分别用传统的能量谱、伪魏格纳分布及连续小波变换进行分析和对比，实验结果表明时频域分析方法与传统谱分析相对比故障信号具有列强的表达能力，表达更为直观。

一种集成SVD和PWVD的VCO非线性度检测新方法

针对现有压控振荡器(VCO)非线性度检测方法可靠性和普适性较差的问题,提出一种集成奇异值分解(SVD)降噪和伪魏格纳威尔分布(PWVD)瞬时频率估计的VCO非线性度检测新方法。该方法首先对待检测对象中频信号进行降噪处理,然后将降噪后的中频信号通过希尔伯特(Hilbert)变换转换为解析信号,最后利用自适应窗长的PWVD瞬时频率估计算法处理解析信号,实现中频信号的瞬时频率估计。仿真结果表明了文中方法的有效性、较强的环境适应能力和普适性。

地震前兆数据时频分析

采用平滑伪魏格纳分布方法,相继对乌海地震台洞体应变、哈图乌素地震台体应变、三号地井水位、大甸子井水位、翁牛特地震台地电阻率和宝昌地震台地电阻率等地震前兆数据进行时频分析,结果显示,时频分析可确定地震前兆数据包含的主要谐波成分及频段;时频分布能清晰显示地震前兆数据干扰短期变化时段和频段;时频分析方法的选取和对地震前兆数据的预处理工作,将影响时频结果信度。

低信噪比下非线性调频信号脉内特征提取新算法

信号脉内调制信息识别技术对密集和复杂电磁环境中辐射源的分选和识别有着重要意义。通过讨论小波变换法、伪威格纳威尔分布(PWD)法等典型非线性调频信号脉内特征提取方法,提出了将小波变换法和PWD法提取的结果进行截断综合,再提取时频图脊线的新算法。实现了在低信噪比条件下,准确提取非线性调频信号(NLFM)的脉内特征。对不同类型的调制信号仿真结果证实了算法的可行性。