非平稳信号平稳性的一种度量方法

首先介绍了非平稳信号平稳性的一种定量测量方法.该方法用Hilbert时频谱定义非平稳信号的平稳度并给出了数学表达式.用该表达式可对非平稳信号的平稳性进行定量描述,可以检测非平稳信号的平稳性.然后,讨论了该表达式的意义.通过对某油田抽油机齿轮箱振动信号的应用研究,验证了该方法的有效性.该方法对非平稳信号的分析与处理具有重要意义.最后指出了这一方法需进一步研究的有关问题.     

基于同步压缩变换和局部替代数据的非平稳振动信号分解方法

实际工程振动信号往往包含非平稳信息,时频分析是一种目前最为常用的非平稳信号分析方法。同步压缩变换把小波时间-尺度平面转化成了时间-频率平面,提高了时频分辨率。替代数据在时频上可对信号平稳性进行检验。采用同步压缩变换时频分析和替代数据检测信号平稳性。结合局部替代数据,在时频面上通过评价时频幅度谱的统计特性,对平稳和非平稳成分进行分解。保持原信号相位谱,将分解的成分用同步压缩反变换恢复出时域信号,提供了一种将非平稳信号分解成平稳和非平稳两部分成分的方法。数值算例验证了该方法的有效性。     

振动调频信号的循环平稳解调原理与实现方法

含有齿轮、滚动轴承等零部件的机械故障振动信号中，有一类信号称为频率调制信号（或称调相信号）。运用循环平稳分析理论，推导调频信号的循环自相关函数结果，并从理论上推导和分析了运用平方解调（或广义检波滤波解调）的方法实现对循环自相关函数的低频切片函数和高频切片函数进行解调的原理和方法，仿真验证理论推导正确，解调效果很好。最后通过对齿轮箱实测故障信号进行分析，验证该方法有很好的解调效果。     

振动调幅信号的循环平稳解调原理与应用

在具有齿轮、滚动轴承的机械设备故障诊断中,广泛使用解调分析方法进行故障特征提取.对其中的周期平稳信号,通过循环自相关函数分析,并利用函数在某些循环频率下的切片进行绝对值解调可解出信号的调制频率.对两组调制相加信号在对应于某个调制频率的循环频率处进行循环自相关函数的切片解调,可得到该组调制频率成分的解调谱,从而达到将幅值调制相加信号分离成单一幅值调制信号并进行有效解调的目的.仿真和对滚动轴承实验验证,该方法在低频和高频处分别切片都有很好的解调效果,且与理论推导一致.但是该方法存在解两相加信号时以两频率之差及其倍频作为调制频率解出的局限性.     

时频分析与循环平稳信号处理概述

本文对目前常用的几种时频信号分析方法和循环平稳信号处理作了简要的论述，并归纳了相应的计算公式，同时给出了—些信号的仿真分析结果。     

自由振动衰减信号连续谱参数估计新方法

针对自由衰减振动信号的连续谱,提出了一种估计特征参数的方法,将其看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,由FFT+FT的方法求出峰值处对应的频率、幅值和相位.根据频域卷积定理证明峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位,依据由卷积关系得出的关于幅值的方程求出校正幅值.仿真表明,无噪声干扰时,频率、幅值和相位的最大误差分别为0,0.7%和3.5°;有噪声时(信噪比SNR=7.3 dB),频率、幅值和相位的最大误差分别为0,4.7%和6.5°,精度仍然较高.相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法.     

齿轮振动中调频信号的解调方法及仿真计算

齿轮发生裂纹故障时其振动信号会产生调制现象，包括幅值调制和频率（相位）调制两部分。目前调幅信号的解调分析已经比较成熟，但对于调频信号的解调方法研究还不够完善。全面系统介绍了近年来处理调频信号中最常用的希尔伯特相位解调和循环平稳解调两种方法，并通过仿真指出了这两种方法各自的优缺点和局限性。     

非稳态振动信号分析(连载)

振动信号的分析在信息提取、结构性能测试、状态监测与故障诊断等技术中应用得越来越广泛,成为工程实践中不可缺少的一种手段。针对不同类型的信号应采用相应的不同分析方法。目前工程中普遍应用的富氏变换从本质上而言只适用于稳态信号分析而不适用于非稳态信号。本讲座在将非稳态信号分成最主要的几种类型的基础上介绍了对每种类型所适用的信号分析方法,并讨论和比较了它们各自的特点和适用范围,以便在信号处理过程中能正确地运用。     

基于HHT方法在英坪矿Ⅱ号坑的爆破振动分析

HHT(希尔伯特-黄变换)是一种全新而优越的分析与处理非平稳信号的时频方法,它具有自适应性强、高效等特点。它由EMD和Hilbert变换两部分组成,其Hilbert能量谱可清晰地表明能量随时频分布的特点。本文利用HHT方法分析了瓮福磷矿英坪矿区Ⅱ号坑露天爆破所获得的爆破振动数据,探讨了英坪矿Ⅱ号坑爆破振动的时频特征,为该矿下阶段安全生产提供依据。     

基于HHT方法在英坪矿Ⅱ号坑的爆破振动分析

HHT(希尔伯特-黄变换)是一种全新而优越的分析与处理非平稳信号的时频方法,它具有自适应性强、高效等特点。它由EMD和Hilbert变换两部分组成,其Hilbert能量谱可清晰地表明能量随时频分布的特点。本文利用HHT方法分析了瓮福磷矿英坪矿区Ⅱ号坑露天爆破所获得的爆破振动数据,探讨了英坪矿Ⅱ号坑爆破振动的时频特征,为该矿下阶段安全生产提供依据。     

改进谐波小波及其在振动信号时频分析中的应用

针对谐波小波在时域衰减速度慢的缺点,对其在频域进行光滑化处理,得到了性质更好的改进谐波小波。由于采用光谱化方法只能得到改进小波在频域的表达式,因而采用基于FFT的算法对它进行计算。针对振动信号一般舸样点较多的特点,采用计算等间隔小波系数的方法以减少计算量。以改进谐波小波对某新型导弹空中点火试验的振动信号进行了时频分析,并采用计算时频图等高图的方法以消除大部分无用的信息,得到了振动信号的高清晰时频图。     

基于STFT的振动信号解调方法及其在轴承故障检测中的应用

从信号滤波角度,对基于STFT的振动信号解调方法的原理和影响其解调性能的各种因素进行了严格的理论分析,指出该解调方法实质是基于复解析带通滤波的Hilbert变换解调法.严格证明了在利用Hilbert变换进行包络解调分析时,只要带通滤波器通带范围包括调制信号的部分频率成分,就可解调出被调制信号的周期成分.为了避免对所有的解调信号序列进行包络谱分析,提出按峭度值最大化准则选择一组含有丰富故障信息的解调信号序列进行包络幅值谱分析.基于以上讨论,给出了实用的基于STFT的振动信号解调算法.为了验证提出的解调算法的有效性,用该算法对仿真和实际轴承故障信号进行了解调分析,分析结果表明,利用该算法能有效地检测轴承故障.     

提高扭转振动瞬态信号处理精度的方法研究

用测试扭振信号来分析轴系的各谐次幅值特性,研究扭转共振是解决由扭振产生故障问题的有效方法之一。针对发动机升降速过程扭振信号是瞬态时变信号,并存在低频滚振干扰,不能采用转速跟踪分析方法直接进行分析的特点,提出了将一次采样样本所包含的整周期数扩大一倍,加Ｈａｎｎｉｎｇ窗进行转速跟踪分析的方法,消除了低频滚振的影响,大大提高了升降速过程扭振各谐次幅值分析精度。这种方法既能在试验台上测试分析发动机的扭振特     

离散频谱的校正方法综述

回顾了近年来平稳信号处理领域中离散频谱校正的理论研究和发展现状。根据时域信号的组成结构不同,分为两个方面:一是包含单频率成分或者多个间隔较大的频率成分信号的频谱校正方法,另一方面是包含多个密集频率成分信号的频谱校正方法。综合论述了各种离散频谱校正方法的原理、特点及其在工程中的应用。最后还对利用高阶统计量进行谐波恢复和信号重构的频谱分析方法进行了阐述,并对离散频谱校正领域的发展前景进行了探讨和展望。     

频谱分析中用于相位和频率校正的相位差校正法

提出了一种对连续时域信号分前后两段作傅里叶变换,利用其对应离散谱线的相位差校正出谱峰处的准确频率和相位的新校正方法——相位差校正法,通过窗谱函数的公式还可以校正其幅值,以解决离散频谱分析中由于谱峰谱线没有对正峰顶时所带来的较大误差。该方法原理简单,通用性好,运算速度快,校正精度高,可以在不知道窗谱函数表达式的情况下,直接用其相位差进行求解。仿真研究表明,对单频率成分的频率、相位、幅值进行校正,频率误差小于0.0002个频率分辨率,相位误差小于0.1 度,幅值误差小于0.02% 。     

复解析带通滤波器及其在解调分析中的应用

复调制带通滤波器具有负频率为零、冲击响应函数实部和虚部有 90°相移的特点 ,能将带通滤波和希尔伯特变换合为一体 ,只要选择合适的滤波参数 ,在解调分析中将不包括故障信息的时域相加信号滤掉 ,且能避免广义检波滤波解调分析中的混频效应。利用此原理 ,并将最大细化倍数与带通滤波器的宽度之间建立了严格的数学关系 ,以避免为了大幅度提高运算速度而只对选抽点进行变换可能产生的频混现象 ,优化了现代设备故障诊断广泛应用的窄带希尔伯特变换解调分析的算法     

振动信号短时分析方法及在机械故障诊断中的应用

研究了低信噪比情况下提取周期性冲击故障信号特征的短时分析方法。定量分析了短时能量方法的抑噪特征,指出信号的局部特征越明显则短时能量处理越能显著的提高信噪比,短时能量函数中实际有用信号能量与实际噪声信号能量的比值可作为一特征量使用。建立了信号的物理含义相同,反映的只是信号功率谱重心的变化,与信号能量的变化无关,故不适宜于分析受强噪声干扰的时变故障信号。最后以滚动轴承故障信号分析实例验证了短时能量分析     

激光外差干涉仪光电信号处理方法及特点

叙述和分析了外差激光干涉光电信号处理主其特点，指出了它们各自的应用范围，同时介绍了一处新型的光电信号处理方法，它不仅使外差干涉仪用于动态测量，而且可以同时实现高分辩率测量 。     

DAS-1动态信号分析与故障诊断系统

DAS-1动态信号分析与故障诊断系统是我们在借鉴消化吸收引进技术的基础上,对1989年推出的“CDMS 信号处理、故障诊断及振动分析系统”做大规模改进而研制成功的新一代彩色汉化系统。本文着重介绍了系统的功能和设计思想;并且从彩色汉字显示和窗口技术,多通带带通数字滤波器的设计和实现,带数字抗混滤波的离线回放分析功能,提高软件FFT 和谱分析速度和精度的方法,高精度的时间和转速测量新技术,快速转速跟踪滤波方法,三维谱阵的光标显示技术和高速模态动画显示等八个方面论述了其技术特点。     

离散频谱多点卷积幅值修正法的理论分析

利用信号处理中的帕塞伐原理得到两个有关离散频谱特性的重要结论，在此基础上提出了离散频谱多点卷积幅值修正法，并讨论了算法中的参数选取问题，仿真计算表明该方法确实有效。理论分析还表明该方法特别适合于转速有小波动的旋转机械振动信号分析。