基于小波变换及Wigner-Ville变换方法的超声导波信号分析

对结构中缺陷的检测和识别是无损检测中的一项重要研究课题,超声导波由于可在短时间内检测很远距离,故它的一个重要应用便是管材的检测。因而对导波检测信号的处理成为一重要研究内容,本文利用时-频分析方法中的小波变换和Wigner-Ville变换对管道和抽油杆缺陷的导波检测信号进行了分析处理。实验结果表明,进行小波变换后,缺陷回波信号的信噪比大大提高,直径仅1mm的小孔缺陷可容易地被识别出来,准确检测出其位置;通过对信号进行Wigner-Ville的相关变换,可同时在时频两域内对缺陷的回波信号进行分析,使缺陷辨别起来简单易行。两种信号处理方法的超声导波应用研究为以后导波信号的处理提供了新的实现依据。

采用STFT-Wigner变换抑制Wigner-Ville分布交叉项

对于多分量非平稳信号分析,维格纳时频分布Wigner-Ville(WVD)存在严重的交叉项干扰。而GWT避免了Wigner-Ville分布的交叉项干扰而且具有良好的时频聚集性。但由于Gabor变换的时频聚集性不佳,当多分量信号进行Gabor变换时如果信号中各分量频率混叠,Gabor Wigner transform(GWT)就不能得到理想的结果。提出一种改进的STFT-Wigner算法,可以有效的抑制交叉项,并保持较高的时频聚集性。通过分析仿真信号和实测振动信号表明该方法能够取得良好的效果。

基于联合Wigner-Ville分布—随机Hough变换改进算法的线性调频信号参数快速估计

为了解决传统Hough变换(HT)庞大的计算量和存储量的问题,提高对线性调频(LFM)信号参数估计的实时性和准确性,根据Wigner-Ville分布(WVD),得到含噪单分量LFM信号的时频特性,利用最大值法进一步估计出瞬时频率;截取一段频率估计值,利用随机Hough变换(RHT)实现LFM信号的参数估计。仿真分析表明,与传统WVD-HT相比,该算法的运算量明显减少,约为WVD-Hough的1/3,并且参数估计精度高于WVD-Hough算法,具有较强的实用性。

裂纹转子识别中Wigner-Ville分布与小波变换的比较

建立基于简单铰链裂纹模型的裂纹转子瞬态响应的动力学模型 ,得到裂纹转子与无裂纹转子的数值仿真解 ,比较裂纹转子与无裂纹转子Wigner Ville分布和小波变换时频特性的不同。数值仿真进一步对比研究Wigner Ville分布和小波变换对刚度变化的敏感性 ,并讨论质量偏心和质量偏心角对Wigner Ville时频特性与小波时频特性的影响 ,为工程实际中裂纹转子的识别提供依据。

基于Wigner-Ville分布和Hilbert变换相结合的降噪解调法及应用研究

提出采用Wigner-Ville分布(WVD)和Hilbert变换相结合的办法。首先指出调制信 号WVD中零频处的交叉项包含有原信号的所有调制信息;然后,从理论上分析了它抵消平稳随机 过程中与信号不相关的加性随机噪声的机理;最后对其进行Hilbert变换,求得解调结果。仿真和 实验数据分析证明,该方法与直接解调法相比,噪声影响大幅减小,故障信息得以凸现。

基于多尺度Chirplet稀疏分解和Wigner-Ville变换的时频分析方法

针对多分量多项式相位信号(mc-PPS)的Wigner-Ville分布存在的时频干扰问题,该文提出一种基于多尺度Chirplet稀疏分解和Wigner-Ville变换的时频分析方法。该方法采用多尺度的Chirplet基函数对信号进行投影分解,通过延时相关解调的分数阶傅里叶变换(FRFT)搜索投影系数最大的基函数,将搜索得到的基函数通过Wigner-Ville变换和最佳路径连接方法,逐次获得使分解信号能量最大的信号分量及其时频分布。仿真结果表明,该方法能在低信噪比条件下有效抑制等振幅mc-PPS的自交叉项和互交叉项的干扰,具有最佳的时频聚集性,克服了全局搜索基函数计算量大的问题,适用于非平稳信号的分析和处理。

Hilbert-Huang变换联合平滑伪Wigner-Ville时频分布识别储层流体性质

苏里格气田致密砂岩储层具有低孔、低渗、气水关系复杂等特点,利用常规测井资料进行流体识别难度较大。以阵列声波测井资料为基础,利用希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换联合平滑伪魏格纳(Wigner-Ville)时频分布分别提取阵列声波测井信号的时间边缘和频率边缘特征,并研究与储层流体分布的关系。结果表明:气层和水层在时间边缘和频率边缘分布存在明显差异。在时间边缘分布特征上,气层能量最低,水层能量最高;在频率边缘分布特征上,气层和水层均有一定的频散,且水层能量高于气层能量;储层含气越多,信号衰减越严重。因此利用信号在时间分布和频率分布上的差异可以进行流体性质识别。

短时傅立叶变换与Wigner-Ville分布联合确定地震信号瞬时频率

地震信号属于非平稳信号,利用短时傅立叶变换对地震信号进行时频分析时会受窗口大小的影响,利用Wigner-Ville分布的方法时会产生交叉项。基于这些原因,提出了把二者结合起来的方法计算时频分布,并且利用时频剖面得到信号的瞬时频率。从理论数据出发,分别计算利用短时傅立叶变换、Wigner-Ville及二者结合得到的时频剖面。通过比较得出:2类方法联合后获取的瞬时频率与原始的瞬时频率最接近,说明二者结合的方法对获取瞬时频率更有效。

基于短时傅立叶变换和Wigner-Ville分布的联合变换

短时傅立叶变换是一种线性变换，对于多分量信号来说不存在交叉项，但时频聚集性不好；wgner-Ville分布具有很好的时频聚集性，但对于多分量信号却存在交叉项。文章讨论了一种结合短时傅立叶变换和Wigner-Ville分布各自优点的方法，通过将二者进行“融合”，可以得到既没有交叉项，而且时频聚集性叉好的时频分布。通过实验验证了该方法的有效性，并且该方法在低信噪比下对信号有很好的检测性能。

基于Wigner-Ville分布的CCM Buck变换器非线性分析方法

为了分析Buck变换器中的分岔和混沌现象,提出了一种基于Wigner-Ville分布的时频分析的方法.该方法以连续电流模式(CCM)的电压反馈型Buck变换器为研究对象,依据Buck变换器的工作特性推导出其状态方程,采用Matlab/Simulink建立CCM模式下Buck变换器的数学模型,采用Wigner-Ville分布的时频图作为识别方法,分析在不同输入电压情况下Buck变换器出现倍周期分岔而导致混沌的现象.该方法可以识别和描述Buck变换器的动态过程,更好地分析DC/DC变换器中的谐波、噪声与混沌现象的关系,为改善DC/DC变换器性能奠定了基础.

小波变换用于Wigner-Ville分布交叉项的抑制

基于 Wingner- Ville分布良好的时频性质 ,针对它的交叉项的高频振荡特性 ,利用二维张量积小波对信号的 Wigner- Ville分布进行分解 ,用低频系数重构时频图 ,使交叉项干扰受到抑制 ,并就以 4个高斯包络正弦信号和 Wigner- Ville分布为例 ,用双正交小波作分解和重构说明了交叉项抑制的方法和过程 .数值计算表明 ,该方法对交叉项的抑制优于伪 Wigner-

Wigner-Ville变换在抗箔条干扰方法中的研究

在雷达跟踪空中目标时,受箔条干扰信号的影响,会造成雷达探测的数据不完整、不精确、不可靠。针对这一情况,本文应用Wigner-Ville变换理论,给出了一种对雷达回波信号进行滤波的算法。通过仿真实验证明,应用Wigner-Ville变换能较好地抑制箔条干扰信号,可进一步提高雷达系统的跟踪精度和可靠性。

基于RS-GBSM M2M信道模型的Wigner-Ville功率谱仿真与分析

为了充分研究通信系统中收发两端移动性对信道时变功率谱的影响,本文对RS-GBSM M2M信道模型的时变功率谱进行了仿真分析。由于Wigner-Ville谱的性能在时变功率谱当中相对较优,故仿真结果主要围绕RS-GBSMM2M信道模型的Wigner-Ville谱而展开。本文充分研究并仿真了RS-GBSMM2M信道模型,并对其Wigner-Ville谱进行了分析。首先作出了收发两端移动速度和移动方位角不同变化情况下,RS-GBSM M2M信道模型的自相关函数图像,然后利用傅里叶变换作出了在这些不同的变化情况下,RS-GBSMM2M信道模型的Wigner-Ville谱密度图像,并针对这些变化情况进行了对比分析,得出了当收发两端散射体的俯仰角和方位角均服从均匀分布时,信道模型的Wigner-Ville谱密度图像的带宽只与移动速度有关而与移动方位角无关的结论。最后将Wigner-Ville谱与传统傅里叶功率谱进行了对比,得出了相较于传统傅里叶功率谱,Wigner-Ville谱的性能更优的结论。

平滑伪Wigner-Ville变换的地震面波到达时间提取

通过对地震面波到达时间识别方法研究,提出一种基于平滑伪Wigner-Ville变换的方法提取地震面波到达时间,主要用于目标探测方法研究。在此背景下,通过实际的振动系统进行采集数据,利用Wigner-Ville变换以及平滑伪Wigner-Ville变换分析并提取面波。通过其频率分布,能量衰减规律等特性与实际参数进行对比,从而得出所用方法的有效性。对目标检测和精准定位的方法研究具有重大的意义。

基于Wigner-Ville分布与Chrip-Z变换的高分辨时频分析方法

时频分析方法一直广泛地应用于地震数据的处理与资料解释中。针对油气勘探面临的圈闭规模小、储层薄且埋深大、烃源丰富却分布零散等复杂情形时,如果地震资料有效信号频带较窄、分辨率较低,则需高分辨时频分析方法,以提高对微型油气目标的识别精度。平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)双线性时频分析方法具有良好的时频聚焦性,线性调频Chrip-Z变换(CZT)的螺旋采样插值特性可突出三维空间局部细节。结合此二者优势,形成一种可提高地震信号时频分辨率的新方法(SPWVD-CZT)。该方法通过采样的方式实现数值的插值计算,以增加有效频段的划分点数,完善时频分布的局部细节,在时频域实现频谱信息的细化处理。模拟信号试算和实际地震资料河道微相识别的应用结果表明,该方法能显著提升地震数据时频分析的频率采样率,可为微型地质体的发现及油气开发提供技术支撑。

线性正则变换域Wigner-Ville分布的熵不确定性原理

针对线性正则变换相关的不确定性原理的研究问题,本文得到线性正则变换域Wigner-Ville分布的熵不确定性原理.根据线性正则变换的性质与特点,得到线性正则变换域的Pitt不等式,根据此不等式进一步得到了线性正则变换域Wigner-Ville分布的熵不确定关系式.所得到结果可以看作是经典熵不确性关系式在线性正则变换域的广义形式,为深入研究线性正则变换的理论及应用奠定良好的基础.

Wigner-Ville时频分布研究及其在齿轮故障诊断中的应用

虽然 Wigner- Ville分布具备时 -频分布的优点 ,但 Wigner- Ville分布的一个致命缺点就是交叉干扰项的存在 ,并影响其广泛应用。本文介绍了 Wigner双谱、Wigner三谱 ,以及如何选用合适的核函数消除交叉干扰项的影响。并以齿轮为实验对象 ,成功应用上述方法消除交叉干扰项 ,达到诊断齿轮故障的目的。

基于二次EEMD的Wigner-Ville分布旋转机械故障信号分析及试验研究

Wigner-Ville分布(WVD)凭借优良的数学性质被广泛应用于信号处理等领域,但因其不满足可加性而引起的交叉项却影响信号分析的准确性。针对此问题提出利用二次聚合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decompo-sition,EEMD)消除Wigner-Ville分布交叉项的方法。该方法首先用EEMD将原信号分解成为若干本征模函数(IntrinsicMode Function,IMF),再利用EEMD对获得的IMF进行二次处理,得到一组新的IMF,然后对新得到的若干模态成分分别进行WVD计算,最后将各项结果求和得到信号的WVD分布。该方法在改善模态混叠的同时有效地消除Wigner-Ville分布交叉项,并保留Wigner-Ville分布的各种优良特性。将该方法应用于转子碰摩故障诊断,效果很好。

基于Gabor展开的Wigner-Ville分布的交叉项消除

Wigner-Ville分布(WVD)具有最好的时频分辨率,但其固有的交叉项问题限制了其应用。根据旋转机械振动信号分析中的多分量非平稳信号的频率成分均与基频成倍数(阶比)关系,提出应用基于离散Gabor变换的迭代时变滤波和对Gabor系数的选择遮掩提取出感兴趣的各单阶分量,先分别计算各单阶分量的WVD,再将各单阶分量的WVD合并,可得到无交叉项的WVD时频谱图。仿真及实际测试试验结果表明,该方法可有效去除旋转机械多分量非平稳信号WVD分析中的交叉项干扰。

基于EMD-Wigner-Ville的内燃机振动时频分析

在分析多分量信号时,WVD交叉项的出现极大干扰了对信号的时频分析,针对现有WVD交叉项抑制方法存在聚集性与交叉项成分抑制相互矛盾的问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)的WVD交叉项抑制方法。该方法首先利用EMD分解方法,将信号分解成相互独立的一系列具有不同特征时间尺度的固有模态函数(IMF),然后运用相关系数法对经验模式分解伪分量进行剔除,再对每个IMF进行Wigner-Ville分析,最后把各个IMF的Wigner-Ville分析结果线性叠加重构原始信号的时频分布。仿真实验结果表明,该方法既能有效抑制时频分布的交叉项,又保证了Wigner-Ville分布的时频聚集性。将EMD-Wigner-Ville应用在内燃机振动时频分析中,两个实例有效地揭示出了内燃机振动信号的特征信息,克服了HHT时频分布、Wigner-Ville时频分布在分析内燃机振动信号时的缺陷,是一种有效的时频分析方法。