采用品质因子优化和子带重构的共振稀疏分解滚动轴承故障诊断方法

针对强背景噪声下的滚动轴承早期故障诊断问题,提出了一种融合遗传算法品质因子参数优化、子带重构共振稀疏分解(RSSD)和小波变换的故障诊断方法。该方法以滚动轴承早期故障振动信号RSSD低共振分量峭度指标作为目标函数,利用遗传算法对品质因子参数组合进行优化选择。依据能量分布占优原则对低共振分量进行主子带重构、减少噪声干扰且增强故障信号冲击特征。借助小波分析局部优化和多分辨的特性,对重构低共振分量进行多尺度小波分解,提取轴承故障特征且深度挖掘轴承故障特征信息。通过滚动轴承的2种不同类型故障诊断实例表明,与一般RSSD方法相比,该方法具有更强的削弱背景噪声影响、凸显微弱故障特征的能力。

应用于宽频带通信干扰对消的重构滤波器设计

围绕宽频带通信干扰对消的需求,提出了新的子带划分与重构框架,并对子带划分滤波器组与重构滤波器进行设计,简化了完全重构条件,使得重构滤波器具备过渡带幅度互补特性。仿真与实验结果表明,设计的重构滤波器可以有效降低重构后通信信号的误码率,并且解决了子带信号拼接过程中的频谱起伏现象。所提出的子带划分与重构框架及重构滤波器设计展现了良好的通信信号重构效果,可为宽频带干扰对消的子带划分与重构工程实践提供新的理论方法与技术路线。

采用加权叠加结构滤波器组的子带分割与重构系统设计

子带分割与重构系统是天线组阵系统的重要组成部分。针对传统子带分割与重构系统参数设置不灵活的问题,提出了采用加权叠加(Weighted Overlap-Add,WOLA)结构滤波器组实现子带分割与重构的方法,对WOLA结构的分析滤波器组和综合滤波器组进行推导,利用窗函数法设计具有重构特性的原型低通滤波器,并利用Matlab进行仿真。仿真结果表明,采用WOLA结构子带分割与重构系统增强了参数设置的灵活性,当输入信号是理想无噪信号时,重构误差在5×10-3以内,与离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)多相滤波结构相比,系统重构误差减小了一个量级;当输入带噪信号时,重构误差随着信噪比的增加而降低,当信噪比大于20 dB时重构误差回到5×10-3以内,验证了WOLA结构子带分割与重构系统的可行性和良好的重构特性。

基于模数混合子带划分的信号重构建模分析与优化

为了应对宽带阻塞式干扰,通信干扰对消系统通常应用基于子带划分的干扰对消技术来提升宽带干扰抑制能力,同时为了兼顾通信性能,将子带信号重构恢复为通信信号,保障通信质量。该文采用模拟电路与数字处理相结合的方式,搭建了子带划分与信号重构框架,通过模拟滤波器实现第1级宽滤波,减小信号处理带宽,利用数字滤波器完成第2级窄滤波,进一步提高信号信噪比。针对通信信号在子带划分过程中,存在跨子带重构失真的问题,建立了子带划分与信号重构系统时频域模型,分析子带间幅相不一致对信号重构的影响。为了解决重构信号的幅相不一致问题,提出了相位校准方法与滤波器幅频优化方法,从幅度和相位两方面同时保证跨子带信号的近似无失真重构。仿真与实验结果表明,该文所设计的滤波器幅频响应具有良好的重构精度,并且解决了跨子带信号重构的相位失真问题,有效降低了重构通信信号的误码率。

符合人耳听觉特征的数字助听器子带响度补偿

语音信号响度补偿是数字助听器的关键功能之一.由于患者的听力损失常随信号频率改变,故响度补偿增益应随语音信号频率变化而调整.该文提出针对人耳听觉特征进行子带划分响度补偿的方法,设计了实现响度补偿的完美重构子带滤波器组,并针对老年性听损患者给出子带滤波器组参数.实验与仿真结果显示,该方法很好地补偿了听损患者在不同频段的语音能量损失,使患者对语句的辨识率得到显著提升.

基于小波重构的输油管线压力信号降噪分析

在输油管线泄漏诊断中,压力信号常常夹杂大量的噪声信号,进行工况识别时需对原始信号进行降噪处理。应用小波Mallat算法,对压力信号分解和重构。在各个子带上分析信号的时域和频域特征,结合压力信号和噪声的时频分布规律,提出了对压力信号低频近似部分和分解到一定尺度的高频细节信号重构的降噪方法。对比小波阈值降噪结果,验证了小波重构具有良好的降噪效果,并简化降噪步骤、降低计算量,适合工程计算。

改进的共振稀疏分解方法及其在滚动轴承复合故障诊断中的应用

滚动轴承复合故障信号中各故障特征受到传输路径和其他干扰源的影响,在多缺陷共存条件下提取单个缺陷诱发的故障特征存在困难。提出一种基于双参数优化、子带重构改进的共振稀疏分解(RSSD)滚动轴承复合故障诊断方法:首先利用人工鱼群算法自适应选择RSSD的品质因子和分解层数以构造与故障特征匹配的最优小波基,获得包含瞬态冲击的低共振分量;然后依据提出的子带筛选准则选择并重构低共振分量中包含瞬态冲击成分的最佳子带;最后通过多点最优最小熵反卷积(MOMEDA)方法识别并提取重构信号中周期性故障冲击。仿真信号和轴承全寿命周期复合故障信号分析结果表明,与RSSD-MCKD方法相比,所提出方法能有效提取复合故障信号中各故障特征,精确实现轴承复合故障诊断。

一种数字助听器多通道响度补偿方法

该文提出了一种数字助听器非等宽多通道响度补偿方法。该方法研究了完美重构滤波器组分析与综合滤波器的设计方法,并根据人耳对频率的灵敏度特征及对声强的感知特性实现了符合人耳听觉特征的非等宽多通道响度补偿方案。针对典型老年性耳聋患者的实验与仿真结果表明,算法有效补偿了患者缺失的语音高频能量,显著提高了患者的言语辨识率,降低了患者的言语察觉阈。