时域同步平均的相位误差累积效应研究

时域同步平均是提高振动信号信噪比的常用方法,由于估计误差的存在性,相位误差累积效应是基于周期的时域同步平均方法的固有现象。对相位误差累积效应的产生机理进行了深入分析,表明这一效应是由取整运算误差和频率估计误差引起的。为统一分析这两种误差的影响,定义了相位误差累积因子,用其定量分析了相位误差累积效应的产生机理。为评估相位误差累积效应对时域同步平均效果的影响,系统分析了相位误差累积因子、信号分量阶次和平均段数等主要分析参数对时域同步平均信号幅值的影响规律。研究表明,一定范围内这几个参数的增大都会增强相位误差累积效应导致的时域同步平均信号幅值的衰减。因此,需要根据相位误差累积因子和信号分量阶次的范围慎重选择平均段数。

变转速齿轮箱振动信号监测的无键相时域同步平均方法

为了克服传统时域同步平均方法应用中需要键相信号及恒定转速的要求,提出了一种不需要键相信号的变转速齿轮箱振动信号时域同步平均方法.该方法通过振动信号时频域滤波及滤波信号的瞬时相位计算来估计齿轮箱的瞬时转速,通过对原始振动信号的等角度间隔重采样来消除转速变化的影响,并用重采样信号进行了时域同步平均.变转速齿轮箱实验台的实验数据分析表明,该方法可以准确地估计变转速齿轮箱的瞬时转速,从而消除了齿轮箱转速波动对振动信号的影响.重采样信号的时域同步平均结果为齿轮监测诊断提供了有效信息.

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。

基于DSP的振动信号阶比与时域同步平均分析

本文介绍了阶次这一特征分量在机械故障诊断中的作用 ,以及其原理和各种具体实现方法。而时域同步平均可以有效衰减与回转频率无关的干扰 ,提取与工作状态直接相关的周期信号。同时 ,时域同步平均的实现方法与阶比分析也有相似之处 ,所以本文也对其作了介绍。在比较几种传统方法后 ,提出了采用高速数字信号处理器DSP电路和插值算法来进行振动信号的阶比分析和时域同步平均处理。克服了基于锁相环电路采样方法跟踪精度低。

汽车变速箱故障诊断中的时域同步阶次分析法的分析研究

旋转机械故障诊断技术是20世纪七、八十年代得到迅速发展的一项新技术;在实际的生产应用中,一般将齿轮箱的频谱分为低频、中频和高频分别进行处理,进而实现故障诊断;文章所述的汽车变速箱故障诊断系统利用时域同步平均法,在阶次分析理论基础上,对时域信号进行处理,根据信号源的不同提取各自时域信号并进行处理,进而实现故障诊断;结合试验,对基于阶次分析的时域同步平均法进行了详细的论述和结果验证。

时域同步正交频分复用系统的频偏估计

针对时域同步正交频分复用系统现有的频偏估计精度低的问题,提出了一种精确频偏估计算法(FFDE).该算法将接收信号中相邻的2个帧头分别与对应的本地PN序列作相关运算,将相关结果共轭相乘,再取相乘结果的辐角,最后再除以帧头间的时间间隔,即可得到频偏估计值.FFDE算法具有复杂度低,精度高,抗噪声、抗多径能力强等优点.理论分析表明,FFDE算法具有极低的性能界,在高斯白噪声信道条件下,在合理的信噪比范围内,其归一化估计值的方差在10-11以下.仿真结果与理论分析完全一致,即使在多径环境下,在信噪比为15 dB时,FFDE算法的绝对估计误差的标准差只有0.5 Hz,仅为子载波间隔的0.03%,是传统方法的1%.

基于时域准同步的介损角快速测量算法

非同步采样下,快速傅里叶变换方法(fast Fourier transform,FFT)算法不可避免地存在频谱泄漏和栅栏效应影响,且采集数据量多,计算量大。为了实现介损角的快速、高准确度测量,该文提出并建立一种基于时域准同步的介损角测量方法,利用准同步采样算法精确估计采样信号的基波频率,采用牛顿插值法对电压、电流采样信号进行插值重构,获得时域准同步采样序列,通过FFT频域分析和等效电路模型求解实现介质损耗角的精确计算。这种介损角测量算法不需要利用窗函数和谱线插值算法,能有效改善FFT的频谱泄漏和栅栏效应影响,采集数据量少,算法简单,便于嵌入式系统实现。仿真实验验证了算法的准确性。

基于加权时域同步平均与Bootstrap方法的柴油机供油系统故障诊断

根据柴油机供油压力波的信号特征,提出了使用加权时域同步平均提取整周期供油压力信号的方法;考虑到柴油机运行过程中各监测参数的波动性及其概率分布的不可知性,采用Bootstrap方法对正常状态的监测参数进行估计,确定监测参数的上下量限,实现了对柴油机供油系统的状态监测与故障诊断。

基于自适应线调频基原子分解的时域同步平均方法及其在变转速齿轮故障诊断中的应用

提出一种基于自适应线调频基原子分解(adaptive chirplet atomic decomposition,ACAD)的时域同步平均方法,并将其应用于低信噪比下变转速齿轮故障诊断。首先对齿轮振动信号进行ACAD分解估计齿轮所在轴的转速曲线;然后根据转速曲线对信号进行等角度重采样,以满足时域同步平均方法对信号周期平稳的要求;再利用时域同步平均方法对重采样信号进行处理,处理后的信号具有很高的信噪比;最后,对其进行FFT变换,其阶次谱上非常清晰地显示齿轮的调制阶次,从而揭示齿轮的故障信息。仿真算例与应用实例证明了该方法的有效性。

基于时域同步平均法的行星齿轮振动信号分离技术

基于某个特定的行星齿轮转过最小圈数后回到起始点这一特性,提出一种基于时域同步平均法的振动信号分离技术。由于实验采样时间较短,为了更快获取数据,根据行星齿轮啮合信号形状和齿宽,以及能量泄露小的特点,提出选择合适的窗函数—Tukeywin函数对信号进行加窗截取。选取窗宽为行星齿信号的一个齿宽,利用时域同步平均法对加窗信号进行相加平均,可提取到完整的行星齿轮信号。实验结果与对比分析表明,该方法简单且行之有效。

时域同步平均原理与应用

在回转和往复机械的状态监测和故障诊断中，时域同步平均可有效衰减与回转频率无关的干扰，提取与工作状态直接相关的周期信号，是一种非常有用的信号分析和预处理技术。本文对时域同步平均的梳形滤波器特性，实际操作中采用频率跟踪的必要性，实现频率跟踪的不同技术方案等几方面进行了论述和分析。

一种改进时域同步平均的滚动轴承故障诊断方法研究

复杂结构设备的滚动轴承其振动信号成分复杂,故障信号微弱,信噪比很小,常规诊断方法难以有效消除背景噪声,有效提取故障信息.文中研究了基于相位补偿时域同步平均的滚动轴承故障诊断方法,并根据轴承故障信号存在调制的特点,探讨了同步周期的合理选取.通过对轴承内圈故障的仿真研究,验证了相位补偿时域同步平均方法的有效性,它能够同时提取故障特征频率与调制频率,为精确诊断轴承故障提供了新的途径.经进一步实验研究,证明该方法是有效的.

低复杂度的时域同步OFDM信号检测算法

构造一种在所有正交频分复用(OFDM)符号中使用同一PN序列作为保护间隔的时域同步OFDM信号格式,提出一种基于快速傅里叶变换的PN码干扰消除和信号检测算法,该算法不使用FIR均衡技术,复杂度低,仅与常规CP-OFDM信号检测算法的复杂度相当,但由于引入了部分保护间隔内的噪声,因此BER性能不如CP-OFDM系统。仿真结果表明,在典型的双径短波信道中,两者的BER性能差距小于0.1dB,在信道时域扩展较大的四径短波信道中,两者的BER性能差距小于1dB。

一种自适应高精度脉冲激光同步时域控制技术的研究

功率合成是获得大能量脉冲激光的有效方案。其中,多台脉冲激光器在时域上实现纳秒级同步是功率合成的关键技术。在论述自适应纳秒级脉冲激光时域同步控制原理的基础上,分析了影响同步时域控制的因素,提出了一种高精度脉冲激光同步时域控制技术。该技术采用负反馈精确延时的控制方式,实现对脉冲激光器出光时间的精确控制。完成了2台脉冲激光器的功率合成实验,实验结果表明,提出的高精度同步时域控制方案可以实现纳秒级精度的激光脉冲同步控制,激光合成效率≥95%。

4G中的关键技术——OFDM及其时域同步

第四代移动通信 (4G)中系统的速度可以达到 10M～ 2 0Mbps ,最高可以达到 10 0Mbps。可以提供数据、图像、视频等多媒体业务。而带宽在移动通信中是非常稀缺的资源 ,作为 4G中的关键技术的OFDM (正交频复分用 ) ,把信道分成许多正交子信道 ,各子信道间保持正交 ,频谱相互重叠 ,这样减少了子信道间干扰 ,提高了频谱利用率。时域同步是OFDM系统中的关键问题 ,论述了时域同步的两种方法 ,并简要展望了OFDM的应用前景。

基于时域同步及分块嵌入的音频水印算法

提出一种基于时域同步的音频水印算法,在音频信号的时间域上检索满足一定信号强度的区域作为同步区域,把水印图像分块,每个水印分块及其编号嵌入到一个同步区域,水印按照分块顺序循环嵌入到检索到的同步区域;水印比特嵌入在同步区域的小波变换域上,通过拼凑法修改低频系数的幅度值实现水印比特的嵌入。水印检测不需要原始音频信号,是一种盲检测水印算法。仿真实验证明了算法对一般的音频信号处理具有较好的鲁棒性和透明性,对同步攻击、抖动攻击具有较好的鲁棒性。

基于时域基音同步叠加技术的普通话语音调节系统

根据时域基音同步叠加算法设计了一个用于普通话的语音调节系统。首先,本文对文语转换技术和时域基音同步叠加算法进行了简要的介绍,并推导了算法的计算过程。接下来,本文为文语转换系统设计了两种接口函数。然后,本文对常用中文音节进行了测试,并给出了一个中文音节的测试结果。测试结果表明,本系统能够对语音的基频、时长等参数进行灵活调节。

基于时域同步降噪的电动汽车滚动轴承振动信号分析

轴承是旋转机械中应用最为广泛的关键部件之一。在电动汽车中,很多零部件中都用到了轴承,而滚动轴承在运行过程中,往往伴随着大量的干扰信号。本文采取时域同步平均法对电动汽车滚动轴承进行去噪处理,然后再对去噪后的信号进行频谱分析。实验证明,经时域同步平均法降噪后,能得到更清晰的功率谱图,通过功率谱图能较好地判断电动汽车滚动轴承的故障类型。

循环PN相关时域同步正交频分复用频偏估计算法

针对电力线通信中,传统频偏估计复杂度较高问题,提出了低复杂度时域同步正交频分复用(TDSOFDM)频偏估计算法。首先,对电力线网络特性进行解析,采用三段等长循环伪随机噪声序列(PN)构造帧头填充保护间隔;其次,帧头与帧体分别基于二进制相移键控(BPSK)和正交振幅调制(QAM);最后,与传统基于循环前缀(CP)与一般PN频偏估计算法相比,改进算法只需对一段循环PN长度作相关,减少自相关运算次数,且可达到较好频偏估计性能。仿真表明:误码率(BER)为10^(-4)时,改进算法较传统基于CP及一般PN算法约有5 d B和1 d B的增益。当插入总序列及循环序列长度分别为420与165时,改进算法每帧相关运算次数减少1 186次。由理论分析及仿真结果可知,所提算法有效降低计算复杂度,减少传输过程实现成本,提高通信速率。

时域同步平均在振动信号分析中的应用

时域同步平均可以有效过滤与旋转频率无关的噪声干扰。文中根据时域同步平均的原理,将旋转机械振动信号分为两组,进行时域平均处理对比研究,验证了时域同步平均方法的可行性。