多分辨奇异值分解理论及其在信号处理和故障诊断中的应用

提出多分辨奇异值分解(Multi-resolution singular value decomposition,MRSVD)的概念,基于矩阵二分递推构造原理,利用奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)获得具有不同分辨率的近似和细节信号,以多分辨率来展现信号不同层次的概貌和细部特征。给出MRSVD的分解和重构算法,并从理论上证明这种分解方式的多分辨分析特性。研究结果表明,MRSVD可以精确地检测出信号中的奇异点位置,克服小波检测时的奇异点偏移缺陷,并具有优良的消噪能力,可实现零相移消噪,此外还具有微弱故障特征提取能力,在对一个轴承振动信号的处理中,提取到其中隐藏的周期性冲击特征,实现对轴承损伤的准确诊断。相应地与小波变换结果进行比较,证明MRSVD在信号处理和故障诊断领域是一种很有应用前景的方法。