一种抑制维格纳分布交叉项的方法及在故障诊断中应用

分析了滚动轴承典型故障产生机理及其故障特征频率,提出一种利用自适应短时傅里叶变换(ASTFT)抑制维格纳分布(WVD)交叉项的故障诊断方法。该方法首先对信号进行ASTFT得到信号的ASTFT谱图,然后将ASTFT谱作为窗函数对信号的WVD进行加窗处理,从而有效消除掉WVD中的交叉项。仿真实验验证了该方法的优越性。将该方法应用于轴承的故障诊断,结果表明,该方法用于故障特征提取是有效的。

抑制维格纳分布交叉干扰项的联合算法

维格纳分布(WVD:Wigner-Ville Distribution)交叉干扰项的存在,严重地影响了其处理效果。为此,笔者结合交叉干扰项的性质,提出改进算法——基于STFT(Short-Time Fpiroer Tramsfpr)与WVD的联合算法(STFT-WVD)。该联合算法将信号的谱图与维格纳分布作互相关处理,以期达到抑制交叉干扰项的效果。通过理论分析与仿真实验证明,STFT-WVD算法在有效抑制WVD交叉干扰项带来不良影响的同时,保持了WVD较高的时频分辨率,是一种行之有效的WVD改进算法。

基于经验模态分解及维格纳威尔分布的电缆双端故障定位算法

快速准确地得到配电网故障位置,对配电网系统安全稳定运行、快速恢复供电具有重要意义。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和维格纳威尔分布(Wigner Ville distribution,WVD)的电缆双端故障定位方案。通过对测量得到的故障行波进行EMD分解,实现对故障高频成分的提取与噪声的消除。将得到的一阶本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)进行WVD分离,将故障信号的能量在时间及频率坐标系下表述出来。通过计算故障行波的瞬时能量曲线峰值,确定故障初始行波波头的到达时刻。仿真及实验结果表明,所提方案能够准确地确定故障初始行波波头的到达时刻,使电缆双端行波同步。与需要同步时钟的双端定位方法比较,具有较高的定位精度。在实际工程中有良好的应用前景。

抑制维格纳分布交叉项干扰的自谱窗方法

维格纳分布是一种重要的时—频分析方法,但交叉项干扰问题影响了它的推广应用。本文分析了积分核函数的自维格纳分布项和交叉项的正交性质,从而提出一种用真实的自维格纳分布项的函数作为模板与积分核函数作互相关,抑制交叉项的方法。文中建议采用信号的STFT谱作为窗,在时一频平面上处理维格纳分布来实现上述方法,因此,该方法又称为自谱窗法。本文以仿真信号为例,检验了这种方法的效果。

α稳定分布下信号的维格纳分布分析方法

研究分数低阶α稳定分布(FLOA)噪声下的信号仅从频域分析是不够的,需要考虑时—频域的二维信息。从现有的时—频分析方法发现,该方法是假设信号的背景噪声服从高斯分布,对FLOA这类非高斯分布噪声下信号的时—频分析性能退化严重。针对这一问题,在基于频域的FLOA分析理论上,将频域推广到时—频域的维格纳分布(WVD),提出了分数低阶WVD分析方法。计算机仿真测试结果表明,该新的WVD分析方法能在时—频域有效分析出FLOA的时—频分布特征,成功地使FLOA分析方法从频域拓展到时—频域。

采用模糊函数消除维格纳分布的交叉项及其在心音信号分析中的应用

维格纳分布（ＷｉｇｎｅｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）是８０年代中发展起来的对非平稳信号进行时间一频率联合分析的有效工具。应用中的主要困难是交叉项引起的干扰。由于交叉项在时间－频率平面上表现为高频起伏，而模糊函数与维格纳分布是二维富氏变换对，因此本文提出直接对前者进行“低通滤波”来抑制交叉项的方法。仿真试验证实了方法的有效性。文中还进一步对实际心音信号进行了初步分析，取得了一些有益的结果。

高频心电信号的维格纳分布

根据高频心电信号的发生机制，本文讨论了把维格纳分布用于分析这种信号的优点。运用注射脑垂体后叶素（ｐｉｔ）建立家兔心肌缺血模型，用维格纳分布系统地分析了家兔缺血产生、缓解过程中心电波形的变化。观察到一些有用的规律，证实维格纳分布为高频心电信号研究展示了新前景。

维格纳-威利分布算法研究及应用

介绍了一种利用FFT计算维格纳 威利 (WVD)的算法。针对WVD二次时频分布数值计算的复杂性和计算量大的特点 ,提出了一种抽样算法。它在不改变采样频率的情况下 ,增加了处理数据的长度。在同样数据长度下 ,大大缩短计算时间。并用该算法对时变正弦信号和处理铁窗关闭声进行了时频联合分析 ,得到了满意的效果。

基于维格纳分布特征的雷达信号分选

针对常规分选参数分选准确率不高和对噪声敏感的问题,应用维格纳分布脉内特征实现了低信噪比条件下未知复杂雷达信号的高准确率分选。对接收到的雷达信号首先求维格纳分布,然后求简化后二维维格纳分布的规范相关系数特征向量,该特征向量反映了信号在时间频率轴上的不同能量分布规律。通过对8种调制方式雷达信号的特征提取和分类仿真实验,结果表明:提取的维格纳分布特征参数在宽信噪比范围内均具有很好的分离性和稳定性,验证了本文方法的有效性。

平滑维格纳分布及其在心电信号分析中的应用

本文结合心电信号的数学模型讨论了维格纳分布的交叉干扰问题，以及运用平滑处理消除这一干扰的原理；进而探讨选择两维高斯窗参数的方法。通江模拟信号和实测的心肌缺血家兔心电信号的分析结果证实，平滑维格纳分布既可克服交叉项干扰，又能满足心电信号分析对时间分辨率和频率分辨率的要求。

三维维格纳分布的数值实现与应用

介绍了维格纳分布算法的实现,并利用Choi-Williams窗(指数核)抑制交叉项的干扰,最终得到降低交叉项干扰后的维格纳分布算法;尝试着将维格纳分布应用于心率变异信号的处理中,发现维格纳分布三维图能揭示出心率变异信号随时间演变、频率演变的信息;三维图便于医生观察在任一个时段出现的谱峰或谱谷,在临床应用上有着直观、方便的特点。

维格纳分布在脑电信号处理中的应用

提出了一种把时域、频域结合起来分析脑电信号的新方法－Ｗｉｇｎｅｒ分布法，并探讨了利用模糊函数消除交叉项干扰的技术与方法，取得了较好的效果．

维格纳分布函数通过双柱透镜系统的传播

基于维格纳分布函数 (WDF)在一般非轴对称系统的传播和变换规律 ,讨论了在光学信息处理系统中常用的双柱透镜系统输入和输出面WDF之间的变换关系 ,在直角坐标中给出了联系该系统相空间坐标的维格纳分布函数的坐标变换关系式和等价的矩阵表示 (WCTM) .对于双柱透镜的各种可能的组态 ,例如构成对称和不对称但x、y方向可分离的系统以及构成傅立叶变换等系统进行了讨论 .应用这些结果 ,可以非常方便地由输入面的WDF求出输出面的WDF .

无混迭的离散维格纳分布

维格纳分布被表述为时间相关函数的傅立叶变换，称为信号“时－频能量分布”．针对其离散形式存在混迭与恢复原信号——反变换等问题，提出离散维格纳分布定义，并通过实例说明离散维格纳分布具有无混迭和能正确恢复时域信号的特点．

非轴对称系统中维格纳分布函数的传输规律

基于张量形式的Collins衍射积分公式,导出了维格纳分布函数(WDF)通过一般非轴对称系统的传输公式.结果表明,维格纳分布函数通过非轴对称系统的传输不改变形式,只要通过坐标变换就可以由系统输入面处的WDF求出输出面的WDF.给出了用系统的ABCD矩阵元表示的用于进行此坐标变换的表达式和等价的张量形式的WDF的坐标变换矩阵(WCTM).这些结果在直角坐标中的表示式也被给出并被进一步地讨论.作为应用例,讨论了一个含柱透镜的系统.

一种用于局部放电信号分析的维格纳分布交叉项抑制方法

电力设备介质局部击穿产生的放电信号是一种非平稳随机信号.为获得其时频信息,提出了一种维格纳分布交叉干扰项的抑制方法.该方法从维格纳分布时频平面截取数据段进行多项式拟合,根据拟合残差定位交叉干扰项并用二值化数组加以抑制.仿真结果表明,所提出的改进方法在保持维格纳分布自项的同时有效抑制了交叉干扰项,为局部放电信号的时频域分析提供了一种有效方法.

利用“类维格纳分布函数”方法研究阈上电离

提出了一种类维格纳分布函数并用该分布函数计算了氢原子在少周期、不同偏振方向和不同激光频率的激光脉冲中电离后光电子的各种分布:线偏振下的时间-能量分布、时间电离率分布和椭圆偏振下的时间-出射角分布、角度分布和时间电离率分布.结果显示:随着激光频率降低,所有分布清楚直观地展现出电子从多光子区域到隧穿区域的转变过程.对线偏振情况,伴随着这种转变,电离时间与最终动量之间的半经典关系与时间-能量分布越来越一致.同时,时间-能量分布清楚地展现了隧穿区域中的干涉结构,并给出了干涉原因是由不同时刻电离出的具有相同能量的电子干涉形成的.对椭圆偏振,通过量子计算与半经典结果的比较,分别得到了角度分布的角度偏移和时间分布的时间偏移.计算发现时间偏移远小于角度偏移,两者之间并不对应.因此,基于两种偏移相对应原理的"阿秒测量技术"是不准确的.而且计算表明时间偏移的数值有正有负,因此该偏移也不能解释为隧穿时间.

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。

用维格纳-威利时频分布进行信号时频分析

信号时频分析对电子战侦察有重要意义。讨论了维格纳 威利时频分布的基本原理、与谱相关及模糊函数的关系。给出了求离散时间信号的维格纳 威利时频分布算法,以及用信号的维格纳 威利时频分布计算信号瞬时频率的方法。给出了几种目标信号的瞬时频率的计算实例。

维格纳分布中交叉项干扰及平滑消除方法

结合心电信号的数学模型讨论维格纳分布的交叉项干扰以。运用平滑处。消除该干扰的原理，进而探讨选择两维高斯窗参数的方法．模拟信号和实测的心肌缺血家兔心电信号的分析结果证实，平滑维格纳分布既可克服交叉项干扰，又能满足心电信号分折对时间分辨率和频率分辨率的要求．