基于分数阶聚能带分析的微弱故障特征提取研究

提出了一种分数阶聚能带时频累加谱方法,快速实现长数据的时频分析,突出目标分量,用于提取变速器急加速过程微弱故障特征。根据变速器输入轴转速信号及传动比确定分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform, FRFT）最佳阶次,对变速器急加速过程振动信号进行最佳阶次FRFT,根据FRFT模值谱确定聚能带,计算分数阶聚能带时频累加谱,通过对比多组正常和故障数据的分数阶聚能带时频累加谱结果和阶比谱结果,验证该方法的有效性。试验结果表明：根据转速信号能快速、准确确定FRFT最佳阶次;选取聚能带内的FRFT结果进行时频分析,计算量小,分辨率高,分数阶聚能带时频累加谱具有聚焦和局部放大的特点, 能很好地突出目标分量,抑噪噪声,是提取变速器急加速过程信号微弱故障特征的有效方法。     

一种改进的ATF方法在齿轮故障诊断中的应用

针对转速波动下的齿轮故障信号与故障特征提取,提出一种基于频域滤波的自适应时变滤波(Adaptive time-varying filtering,ATF)方法,并将其应用于齿轮故障诊断中。该方法先用线调频小波路径追踪(Chirplet path pursuit,CPP)算法估计齿轮箱故障振动信号中的齿轮啮合频率,并依据啮合频率在频域设计自适应时变滤波器,以滤取包含齿轮故障信息的时变滤波信号;再对采用阶次跟踪算法对滤波信号进行等角度重采样,并对重采样后的信号进行自相关分析,以去除通带内噪声的干扰;最后对去噪后的信号进行谱分析,获得其自相关阶次谱,并根据自相关阶次谱中的调制边频带诊断齿轮故障,对变转速下的齿轮局部故障信号进行了仿真分析和试验。结果表明,该方法对滤波器通带和阻带内的噪声均具有较好的抑制作用,且提取的齿轮故障信号无相位畸变,故障调制边频带也更为突出。     

基于频域ICA的语音特征增强*

为了降低卷积噪声对语音特征所产生的影响,提高语音识别正确率,文章提出了一种基于频域ICA（Independent Component Analysis,独立分量分析）的语音特征增强算法。该算法首先使用频域ICA方法作对噪声进行估计,然后在倒谱域内将带噪语音信号的短时谱减去所估计噪声的短时谱,最后根据去噪后语音信号的短时谱计算美尔倒谱系数（MFCC）作为特征参数。在仿真和真实环境下的语音识别实验中,本文所提出的语音特征参数相比较传统的MFCC其识别正确率分别提升了38.2%和35.8%。实验结果表明本文所提算法能够较好地解决卷积噪声环境下训练与识别特征不匹配的问题,有效提高了语音识别系统的识别正确率。     

基于VMD和窄带包络相关的船舶辐射噪声改进DEMON分析

船舶辐射噪声的包络谱中蕴含着轴频和桨叶数等船舶固有特征信息,对船舶目标识别具有重要意义。为了提高船舶辐射噪声包络谱解调性能,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和窄带包络相关的改进DEMON分析方法。首先利用VMD算法代替传统带通滤波器,将船舶辐射噪声信号分解为若干个子带;然后对各子带进行希尔伯特(Hilbert)检波并计算平均窄带包络相关系数,用于衡量信号的包络调制在频域上的非均匀性;最后提取各子带信号包络谱并按照平均窄带包络相关系数进行加权融合,从而得出宽带噪声信号的包络谱。利用该方法对实测不同类型和不同航速船舶辐射噪声信号进行了处理,结果均表明所提方法能有效提高包络谱解调效果,较传统方法更为有效。     

计算阶次分析中避免阶次混叠的滤波定阶方法及其应用

针对计算阶次分析中的阶次混叠现象,分析了各阶次信号分量在频域范围的对应关系,提出并分析了在相同转速区间内信号的各阶次分量会发生频率重叠的问题;在此基础上提出了使用滤波器限制频率、确定阶次的方法,推导了滤波器截止频率选择和滤波后信号角域重采样阶次的确定原则。通过仿真信号分析和实际信号验证,提出的方法成功均能有效的阶次混叠问题,有效确定和降低了角域重采样阶次。     

基于滤波器组分解的周期性振动冲击信号解调方法及其应用

针对离散小波包变换用于振动信号解调分析存在的不足,构造了一种具有线性相位的两通道正交镜像对称滤波器组(QMF)用于信号解调分析;与同阶的小波滤波器相比,此QMF滤波器不仅滤波性能更优,而且其滤波系数的求取更加便捷.为了解决常规两通道滤波器组分解算法中存在的子带信号组频带错位问题,引入了无频带错位的QMF滤波器组分解算法.基于此分解算法,提出了一种用于早期故障自动检测的振动信号解调新方法.该方法在考虑各组子带信号能量大小的基础上,按修正的归一化峭度(MKv)最大化准则自动选择一组含有丰富故障信息的子带信号进行Hil-ben包络谱分析提取故障特征.利用该方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,该方法可以有效地检测出轴承故障.     

飞机颤振试飞试验信号的广义时频滤波

针对飞机颤振试飞试验信号噪声过大的问题,提出了一种广义时频域滤波算法。算法采用分数阶傅里叶变换对线性扫频激励及其响应信号进行广义时频分析,利用该类信号在分数阶傅里叶域内的聚焦特性,有效提取真实响应信号,达到信噪分离的目的。给出了具体的滤波算法,并将其应用于仿真算例和实际试飞数据,结果表明该方法可显著提高信号的信噪比。     

线列阵多倍频程宽频带恒定束宽的实现

利用N+1个嵌套线列阵在工程上实现了N个倍频程恒定束宽的波束形成.各个嵌套阵用切比雪夫加权,第I个倍频程对应的长短阵的输出信号分别通过数字低高通补偿滤波器相加后再通过第I倍频程椭圆带通滤波器,最后把N个带通滤波器的输出信号相加,则获得宽带恒定束宽的波束输出信号.文章给出了N个嵌套线列阵的宽频带恒定束宽的方向性图.     

连续小波变换快速带通滤波实现算法的研究

针对连续小波变换(Continuous wavelet transform,CWT)计算量较大的问题,提出了一种利用带通滤波实现CWT的快速算法.根据CWT的定义,可将某一尺度下的小波函数看作一带通滤波器的传递函数,于是对信号和小波函数分别进行采样后,再利用快速傅里叶变换实现两个序列的线性卷积,便能求出相应尺度下的小波系数.推导了任意尺度对应的频率与尺度、小波中心频率、信号采样频率、小波函数采样频率之间的关系式,并分析了算法的计算量.仿真和应用结果表明,该法速度很快,精度较高,并且尺度可以任意取值,非常适合于工程应用.     

基于角域四阶累积量切片谱的柴油机连杆轴承故障特征提取

提出了一种角域四阶累积量切片谱方法,应用于提取连杆轴承微弱故障特征。首先,对升速过程振动信号进行阶比重采样得到角域平稳信号,再计算其四阶累积量对角切片谱,构成角域四阶累积量切片谱,用于分析不同转速区间、不同测试位置下的非稳态信号,提取连杆轴承微弱故障特征。试验结果表明:角域重采样与四阶累积量对角切片谱相结合,既能分析非稳态信号,又能抑制噪声干扰;特定阶比带内的角域四阶累积量对角切片谱的能量和峰值,能有效识别连杆轴承各种技术状态,可以作为连杆轴承磨损故障的特征参数;并得出了敏感测试位置、敏感转速区间和特征阶比带。     

水下目标识别的1/3倍频程掩蔽谱方法

在对现有水下目标噪声信号分布研究的基础上,基于声学分析中的1/3倍频程分析和入耳的听觉掩蔽效应,提出了1/3倍频程掩蔽谱特征提取方法,并对水下目标辐射噪声进行了特征提取和特征分析.结果表明,不同类的目标,其主频范围有其固定的区域.Ⅰ类目标的主频一般在100Hz附近,Ⅱ类目标的主频一般在100Hz和200Hz附近,Ⅲ类目...     

Moore响度的三种计算方法

简单介绍了Moore响度模型的计算过程,针对该模型以参数化方式输入信号频谱的特点,提出了直接FFT(快速傅里叶变换)频谱算法、FFT校正频谱算法和1/3倍频程谱算法等3条Moore响度计算路线,分析对比了3种不同算法对典型信号响度计算精度的影响。分析结果表明:对纯音或复合音信号,可采用FFT校正频谱算法或点数为4096的直接FFT频谱算法计算响度;对带宽较宽的噪声信号,建议采用1/3倍频程谱计算响度。     

改进经验小波变换的齿轮箱故障诊断新方法与应用

针对经验小波变换在频谱划分时检测的边界过于集中在频谱中幅值较大频率段的问题,对经验小波变换在频域内利用检测极大值来进行频谱划分的方式进行研究,提出基于频谱趋势的改进型经验小波变换,利用仿真信号和汽车座椅水平驱动器振动信号进行测试。研究结果表明,该方法能够使啮合频率及其谐波与边频带作为一个模态被分解出来。通过对分量信号进行Hilbert变换解调分析,实现对齿轮箱故障的定位。     

利用谐波显著度和语者音色特征的混合语音中目标人基频轨迹提取

从混合语音中提取出目标语者的基频轨迹,是语音监听、语音门禁、对话管理等应用的关键技术。为提高基频轨迹跟踪的准确率、增强抗八度误差的能力、降低系统复杂度,多基频估计以谐波乘积谱为核心,八度校正与基频分组均以元音段为基本单元,并结合了谐波显著度和语者音色特征。基于MIREX2005语音数据集的实验表明,MIREX的4种多基频估计性能指标均在75%以上,基频分组在混合语音中的判断准确率可达92%。     

GPS卫星信号模拟器载波和码NCO研究与实现

论述了GPS(Global Positioning System)卫星信号模拟器载波NCO(数控振荡器)和码NCO的系统结构及作用,根据多速率信号处理理论建立DDS(直接数字频率合成器)模型,分析其信号频谱;根据泰勒级数压缩算法分析了载波NCO sine存储表压缩效率,提出了模拟器码NCO参数更新实现方式.利用verilog在Xilinx'ISE6.3中完成了载波NCO和码NCO的设计和仿真,并在FPGA中进行了实现.通过程序仿真与系统测试,证明本载波NCO和码NCO模块性能满足GPS卫星信号模拟器系统需求.     

Optimal resource allocation for multicast sessions in multi-hop wireless networks

In this paper, we extend recent results on fair and stable resource allocation in wireless networks to include multicast sessions, in particular multi-rate multicast. The solution for multi-rate multicast is based on scheduling virtual (shadow) 'traffic' that 'moves' in reverse direction from destinations to sources. This shadow scheduling algorithm can also be used to control delays in wireless networks.     

青岛近海航船相关海洋环境噪声谱级特性分析

为了了解航船以及禁渔政策对我国近海海域低频环境噪声特性的影响,文章分析了青岛近海航道区域和非航道区域的海洋环境噪声在25～500 Hz频段实测数据的1/3倍频程功率谱密度。结果表明,在30～100 Hz频段,航道附近海域海洋环境噪声谱级比非航道海域高大约5～10 dB;非禁渔期在150～400 Hz频段的海洋环境噪声谱级比禁渔期高大约4～5.5 dB。文章获取的近海低频环境噪声谱级特性,对了解和利用我国以及世界范围内近海环境噪声低频特性具有较重要借鉴意义。     

公路隧道噪声降噪案例研究

隧道型公共设施的声环境,可以使用大量具有高吸声系数的吸声构造,铺设于隧道拱壁及轨道铺面,以降低混响时间及噪声。文中以在湖南省常张高速公路关口哑隧道吸声安装工程为例,在铺设吸声构造后,其混响时间在装吸声构造后在各1／3倍频带约减少64％～84％,预估降噪量则为4．7～8．5dB之间,在200Hz～800Hz之间,降噪量则有7．1dB～8．5dB之间,降噪效果显著。如以实际公路噪声特性预估,降噪量约有6．3dB（A）,SIL（speech interference level）则有6．6dB改善效果。     

阻尼钢轨的降噪性能试验

为研究阻尼钢轨的降噪性能,以标准钢轨和阻尼钢轨为研究对象,采用半消声室法进行室内声试验。通过对比试验,得出了标准钢轨和阻尼钢轨的时域、自功率谱和1/3倍频程曲线图。试验结果表明:阻尼钢轨产生的声压级幅值随时间迅速降低,并且在很短的时间内衰减完毕,衰减时间为标准钢轨的1/16;阻尼钢轨在1250 Hz以下频段范围内降噪效果不明显,在1250 Hz以上频段范围内,阻尼钢轨消耗了大部分能量,总噪声级有很大的降低,降噪效果显著。     

抗频移声谱特征提取及目标分类应用研究

针对目标运动等导致的辐射噪声频谱特征的时变性对目标分类稳定性的影响,提出一种基于时频图像累积变换的抗频移声谱特征提取方法,不仅能够提取淹没在强噪声中的线谱信号,还能够实时给出谱线的参数信息,同时结合听觉特征识别原理,采用抗频移的仿倍频程的三角滤波法提取目标特征。仿真和实际数据处理表明,所提出的特征有助于探测设备克服目标未知的复杂运动带来的频谱时变影响,提高了分类特征的稳定性。