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1.
两个密集频率成分重叠频谱的校正方法 总被引:11,自引:4,他引:7
在离散频谱分析中当频率成分比较密集时,各频率成分的谱线相互重叠,产生干涉,使谱线的幅值和相位产生误差,此时无法直接使用比值校正法对频谱的幅值、频率和相位进行校正。该文针对具有两个相互重叠频率成分的密集频谱,分析了两个重叠频率成分在复频域的叠加情况,在不增加采样长度的条件下,通过向量分解和单频率成分的识别、校正方法,推导出其校正公式。仿真研究表明,这种校正方法简单易行,可以对谱峰间距大于0.01个频率分辨率的两个有重叠干涉的频率成分进行精确的幅值、频率和相位的校正,幅值误差小于0.02‰,频率误差小于0.00002个频率分辨率,相位误差小于0.003度。 相似文献
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离散频谱的能量重心校正法 总被引:54,自引:5,他引:49
针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明:与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1(三点卷积法)的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1%,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。 相似文献
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《振动与冲击》2015,(18)
提出一种新的相位差法,用来校正离散频谱中频率、相位和幅值的误差。由于经典窗函数的对称性,它们具有恒定的时延和相同的相位响应。解除窗函数的对称性限制,可以引入具有可变时延和不同相位响应的非对称窗函数。建立在非对称窗的可变相位基础之上的相位差法可以克服传统方法的一些固有缺点。仿真表明通过选择合适的窗函数,对相邻很近的频率成分,该方法校正也能保证精确的结果。该方法还可以从根本上避免最高谱线定位错误带来的误差。对带有加性高斯白噪声的理论信号分析,结果显示直接基于非对称窗的校正方法与传统方法的抗噪性能相似。另外,将传统方法中的对称窗替换为非对称窗可以提高算法的抗噪性能。 相似文献
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采用相位差校正法进行频谱校正,对幅值进行校正需要依赖于窗函数的谱函数。而实际上很多窗函数都十分复杂,其谱函数的解析表达式难以取得。该文提出基于相位差法取得频率修正量后,可以将原加窗序列乘以一个由频率修正量产生的复数序列,相当于进行一个小的频移,产生一个新的序列。新序列的信号频率正好对准离散频谱上的某一根谱线,不会产生泄漏。因此在幅值校正时不需要依赖窗函数的谱函数,通用性好。仿真研究和应用实例表明,采用该文提出的方法,选择合适的窗函数,即使是密集分布的频谱,也可以达到理想的校正精度 相似文献
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离散频谱相位差校正方法研究 总被引:5,自引:0,他引:5
在综合分析三种离散频谱相位差校正方法特点的基础上,通过仿真研究,得出在无噪声和小噪声情况下,第一种相位差法(连续采两段信号分别作相同点数FFT)优于第二种相位差法(采一段信号分别作N点和前面N/2点FFT)和第三种相位差法(第一段信号,再构造新序列:将原时域序列前N/2点平移N/4点,将序列的前后N/4点置零,分别对原序列和新序列进行FFT分析,利用对应峰值谱线的相位差进行频谱校正的通用方法)。在大噪声情况下,第三种相位差法的正精度高于其它两种方法。对于相隔较近的频率成分(不小于4个频率分辨率)。第一种和第三种相位差法均高于第二种方法,在小噪声的实际工程中,推荐使用第一种相位差法加Hanning窗进行校正,幅值误差小于1%,频率误差小于0.02个频分分辨率,相位误差小于5度。 相似文献
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对于振动工程中常见的极低频、极短时、极高频(接近奈奎斯特频率)等极端频率信号,常用的离散频谱分析与校正方法存在较大误差.对极端频率信号的典型情形进行了分析,针对极端频率信号中的极低频信号,提出了一种计及负频率成分干涉影响的离散频谱校正新方法.该方法基于Blackman窗,利用局部谱峰附近的三条谱线,建立包含正负频率贡献的离散频谱校正模型,通过对模型的求解获得频率、幅值和相位校正公式.采用频段内扫描的方式对频谱校正公式进行了仿真验证,结果表明所提方法有效降低了负频率成分的干涉影响,对极低频信号的频率、幅值和相位校正有较高的精度. 相似文献
9.
基于离散频谱分析的自由衰减振动信号的幅值恢复 总被引:3,自引:1,他引:3
加矩形窗截断后的自由衰减振动信号可以看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,从理论上证明了其连续谱峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位。分析了连续谱的离散频谱幅值误差影响因素,提出一种新的求解幅值恢复系数的方法,该方法根据已估计得到的阻尼、频率和相位重构幅值为给定值的新信号,然后求解加有限长度指数窗幅值恢复系数。当理论频率位于某条离散谱线上,幅值基本无误差。理论分析和仿真表明,采样频率、阻尼和频率误差的变化对幅值分析精度的影响很大,并且是相互作用的,但当理论频率与采样频率之比fn/fs在区间(0.25,0.4)内,且阻尼在区间(0.005,0.02)时,不论频率误差多大,分析精度均很高,幅值误差小于5%。相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法。 相似文献
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一个通用的频谱误差校正快速算法 总被引:10,自引:3,他引:7
建立通用的频谱误差数学模型;得出利用信号频域能量信息反求信号幅值、利用信号频域能量重心信息反求信号频率的频谱误差校正算法。该算法适用于加任意对称窗的情形,且速度快、精度高,其有效性得到了数值仿真的验证。 相似文献
12.
基于相位差的频谱校正方法的研究 总被引:4,自引:5,他引:4
研究了基于相位差的频谱校正方法的基本原理,提出一种利用相位差校正的新方法———窗中心平移法。仿真结果表明,该方法实现方便,精度较高,适用于各种对称窗函数。在此基础上,将窗中心平移法与时域平移和改变窗长法综合应用,推导出相位差校正的统一公式。 相似文献
13.
FFT相位误差分析及实用修正方法 总被引:29,自引:12,他引:17
本文在分析加窗信号的付氏变换基础上,探讨了由泄漏引起的相位误差,给出了FFT相位误差分布规律的解析表达式,并且对典型情况作了深入的讨论。文中还介绍了一种基于窗频谱幅度比的FFT相位修正技术,由实例计算知,在无噪声条件下,实际的相位估计与理论计算一致,因此它可应用于离散频率的振动和噪声信号相位的精确估计。 相似文献
14.
用双窗法减小FFT谱分析估算误差 总被引:12,自引:3,他引:9
本文简述了频谱分析中能量泄漏和栅栏效应误差产生的原因,指出了能量泄漏在克服栅栏效应误差中的作用,并从减小栅栏效应带来的幅值估计误差的角度,设计了一个具有平顶窗的窗函数,分析对比了它和矩形窗函数的性能差异,在此基础上,提出了用矩形窗和本文设计的平顶窗谱窗函数联合进行普分析的双窗函数频谱估计算法,可在不同降低频谱频率分辨率的条件下,提高其幅值估计精度。 相似文献
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快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)常用于信号频率估计,采用填零的方法可降低幅度谱频率搜索间隔的量化误差,但是会使频率估计的计算量成倍增加。本文提出了一种FFT幅相联合的快速高精度频率估计算法,首先利用信号采样的频谱序列和尾首样本差确定幅度谱及峰值位置,然后由频谱序列在幅度谱峰值位置和信号采样的尾首样本差来确定频率搜索间隔的量化误差校正值。因此,所提方法同时利用了幅度谱峰值的位置信息与相位信息。分析结果表明,与仅基于幅度谱搜索的FFT算法相比,所提方法的计算复杂度更低,且定位精度更高。 相似文献
16.
频谱校正理论的发展 总被引:60,自引:5,他引:55
在分析国内外各种频谱校正方法优缺点的基础上 ,系统地评述三点卷积校正法、比值 (内插法 )校正法及相位校正法等若干理论发展及应用问题。目前频谱校正理论已经能准确地自动识别出离散频谱中的单频成分和间隔较远的多频率成分 ,并自动校正其频率、幅值和相位 ;对多频成分谱线干涉中的单频成分能自动判定 ,且能用参数识别法对两个密集频谱进行校正 ;对于密集频率成分信号 ,可用频谱细化的方法 ,将发生谱线干涉的各谱峰分离开 ,再进行识别和校正。在不采长样时 ,密集频率成分和连续谱的识别和校正技术将是主要研究方向。频谱校正理论在振动信号分析和故障诊断中具有广阔的工程应用前景 相似文献