机械振动信号的听觉谱表达及其特性研究

人类听觉系统具有非凡的信号分析、处理和识别能力,因此,建立人类听觉系统的数学模型并将其应用于各种动态信号分析场合具有一定的可行性。引入听觉模型ZCPA(模型输出为听觉谱),通过对各种实测信号的分析,检验了听觉谱对平稳、非平稳和带有瞬时突变成分的振动信号的描述效果,揭示了听觉谱表达振动信号时的基本特性,并阐述了其内在机理。各种分析检验结果表明,听觉谱可以用很少的点数大体描述信号的频率结构,尤其是对于中高频区间的微弱信号具有很好的描述效果,并且在表征信号中的瞬时突变方面具有明显优势。     

柴油机缸盖噪声信号处理方法及故障诊断研究

柴油机的缸盖噪声信号含有很多能诊断柴油机故障的有用信息,如燃爆、气门开启和关闭信息.但是提取的缸盖噪声信号中也含有柴油机工作时产生的排气噪声和机体其它部位辐射噪声等干扰信号,且干扰信号与有用信号的频率成分在20kHz以下的频带内重叠在一起.因此如何能有效的提取有用信号十分关键.通过实验选取气门室罩距气门较近一侧的侧表面1CM外作为测点.分析了小波分解、FIR滤波、小波降噪和FIR分频带阈值处理降噪四种方法的优缺点后,发现小波降噪既能保留有用信息,又能有效将不需要的噪声信号去除,在提取缸盖噪声中的有用信息时具有明显的优势.将缸盖噪声信号降噪后发现,各种气门间隙和失火故障均可通过缸盖噪声判断出.     

基于时频谱图的脉冲噪声抑制方法

从时频分析的角度,提出了一种新的音频信号脉冲噪声的处理方法。该方法基于被污染信号的时频谱图,通过区分纯净信号和脉冲噪声信号的频域特性与相关性来检测脉冲噪声。首次提出前后信息相关联的"限幅"噪声抑制方法,并利用带过滤系统的中值滤波方法分别对短时和暂态两种脉冲噪声信号加以抑制和消除。和信噪比相比,还进一步提出了四个指标专门用于评价去除脉冲噪声方法的性能。基于这四个指标,分析了如何调整参数以获得更好的检测和修复性能,并用大量仿真实验证实了这种新方法的有效性。最后给出了系统仿真结果,并指出了该方法的应用前景。     

基于ASEGMF的旋转机械振动信号降噪方法研究

针对实测振动信号易受噪声污染而淹没有用信息的问题,提出一种基于自适应结构元素广义形态滤波(ASEGMF)方法对旋转机械振动信号进行降噪处理。首先,根据待分析信号的性质,选择正弦形结构元素,并定义了结构元素的长度尺度和高度尺度。其次,根据信号局部峰值特征,定义了峰值间隔和峰值高度,结合自适应方法得到了正弦结构元素的长度尺度和高度尺度。最后,采用一小一大自适应结构元素级联而成的广义形态滤波器对振动信号进行降噪处理。该方法克服了以往形态滤波器结构元素尺寸选择的随机性,完全根据信号局部峰值特征自适应地确定结构元素,消除了人为因素的影响。仿真和实例分析结果表明,自适应结构元素广义形态滤波具有更强的降噪性能,非常适合旋转机械故障的在线监测和诊断。     

基于二维模型的火炮冲击运动计算

当前火炮后坐与复进冲击运动计算基于一维准定常理论,导致制退机液压阻力求解偏离实际较大,并且无法反映制退机内流场分布与流体流动特性。在实际结构下的制退机二维模型基础上,通过MATLAB与FLUENT协同仿真技术,实现了火炮后坐、复进冲击完整过程的数值模拟。将仿真结果与试验结果进行对比,验证了该方法的可行性和有效性,为改进火炮后坐与复进运动计算提供了一种新思路。     

一种滚动轴承特征频率的自动识别方法研究

为解决传统滚动轴承故障诊断及状态监测中依赖单一故障特征频率,以及诊断过程中人为主观因素造成诊断结果的不定性与效率低等问题,以包络谱与共振解调技术为例,提出一种自动识别滚动轴承故障特征频率及其倍频与调制频率的方法。该方法对信号进行包络谱或共振解调分析,在此基础上通过迭代算法依次找出转频与故障频率成分,并依据各成分在识别结果中的比例来进行故障诊断。人为仿真故障及滚动轴承加速寿命实验证明了文章方法的有效性。     

基于频域形态滤波的低速滚动轴承声发射信号降噪新方法

声发射检测技术以其灵敏度高、频响范围宽、信息量大等优点,为机械故障诊断提供了一条新的检测途径,但应用于旋转机械设备时,容易混入各种有色噪声。当噪声频率与声发射信号重叠时,传统的降噪方法难以满足要求。将形态滤波应用到信号频域,可以有效消除有色噪声的干扰。根据声发射频响特性,对频谱进行拟合平滑高斯白噪声的影响,最后重构到时域。仿真和实际低速轴承信号表明此方法具有较好的降噪效果,有利于信号后续的处理和分析。     

基于二维互补随机共振的轴承故障诊断方法研究

一维随机共振(One-Dimensional Stochastic Resonance,1DSR)被广泛用于轴承故障诊断中。针对传统1DSR对微弱信号的检测效果不够理想,输出信号噪声大,不能准确获得轴承故障特征频率(Fault Characteristic Frequency,FCF)等问题,提出一种新的二维互补随机共振(Two-Dimensional Complementary Stochastic Resonance,2DCSR)方法并应用于轴承故障诊断。将采集到的轴承故障信号根据共振带位置进行带通滤波并解调,随后将解调信号对半分成两个子信号并输入2DCSR的两个输入端,利用输出信号的加权功率谱峭度(WPSK)指标对2DCSR系统参数进行自适应调节优化,得到最优的滤波输出信号及频谱,以识别轴承FCF并诊断轴承故障类型。数值仿真及实验结果表明,提出的方法可以有效地增强轴承FCF并提高轴承故障诊断效果。     

基于混沌理论的心音信号非线性动力学分析

摘要：为了从非线性动力学的角度对心音进行分析,提出了一种基于混沌理论的心音信号的分析方法。首先,计算心音信号的关联维数及最大Lyapunov指数,获取了心音信号递归图和递归定量分析参数;然后,通过13例健康人和13例二尖瓣狭窄病人的心音对其进行分析验证。结果表明：正常及二尖瓣狭窄心音信号的混沌特征具有显著性差异,该方法为实现二尖瓣狭窄的早期辅助诊断提供了依据。     

人耳对信号频率瞬时变化的听觉响应研究

从探讨人耳在噪声背景中听测具有复杂时间－频率结构的主动声呐信号的模型出发，研究了人耳对信号频率发生短时间变化的感觉灵敏性问题。根据在８５０～１１３０Ｈｚ频段内的测量结果，得出了人耳听觉对频率变化响应的模糊区域由τ△Ｆ＝１～２决定。这里τ和△Ｆ分别是指信号频率变化的时间间隔及变化的差值。当τｔ△Ｆ≤１时，人耳感觉不到频率的瞬变，而当，τ△Ｆ≥２时则能十分清楚地分辨。     

基于特定听觉特征的盲信号提取方法

针对参考信号波形难以构造等情况,提出一种利用期望源信号听觉特征进行信号盲提取的方法,根据源信号的听觉特征先验知识,将提取信号与期望信号听觉特征向量的接近程度作为度量,使用非线性最小二乘法进行迭代计算分离向量,提取出与期望信号在听觉特征上最为接近的源信号。对这种方法进行了理论推导,并使用不同类型的信号进行了仿真。仿真结果表明,该方法具有良好的效果,且由于仅利用了信号的听觉特征,而不需要参考信号的具体波形,对于不同类型的信号,具有广泛的适应性,具有良好的应用价值。     

听觉掩蔽效应语音增强的改进算法

含噪信号利用掩蔽效应去噪后,噪声估计的误差导致语音失真。在利用听觉阈值计算谱减系数时提出了一种改进的计算方法,通过增加修改参数来抑制语音的过分衰减,减少了语音失真,然后基于MMSE准则对增强的语音谱再进行平滑处理,进一步抑制音乐噪声。实验表明该算法在不影响语音失真的基础上,提高了信噪比,消除了音-／乐噪声,主观测听的语音音质明显提高。     

基于Hilbert-Huang变换和听觉掩蔽的语音增强算法

Hilbert-Huang变换是一种新型的具有自适应性的时频分析方法,分析了HHT算法的原理,提出了一种基于HHT和听觉掩蔽的语音增强算法,首先将语音信号进行EMD分解得到各阶IMF分量,然后对高频IMF分量进行听觉掩蔽处理,最后将处理后的分量与剩余分量叠加得到重构信号。仿真结果表明所提出的算法降低了语音失真测度值,提高了语音信号的信噪比、清晰度及可懂度,并与听觉掩蔽算法和谱减法进行了比较,显示了该算法的优越性。     

基于声场听觉感知的变压器故障诊断方法研究

精准的变压器故障诊断方法,对于保证变压器可靠运行具有重要意义.该文提出一种基于变压器声信号并考虑人耳听觉感知的变压器故障诊断方法.首先,通过模拟变压器不同工况条件,采集变压器正常工况和不同故障条件下的噪声样本;然后,基于人耳传声集总参数模型,计算各个样本的基底膜位移响应的统计平均值(statistical mean v...     

基于听觉感知机理的水下目标识别研究进展

水下目标特征提取与识别技术在国防、生产等领域内有着迫切的需求,目前基于听觉感知机理的水下目标识别研究正处于起步阶段,有着较为广阔的研究与应用前景。在简要介绍听觉感知机理研究情况的基础上,对近年来国内外使用听觉感知机理进行水下目标识别的各类研究成果进行了总结与归纳,针对基于听觉感知机理的水下目标识别领域各方面的研究进展给出了相应的客观评价,并从特征提取与目标的自动识别方面提出了对未来研究方向的展望。     

一种新的利用主观听觉特性的回波抵消算法

利用人耳的主观听觉特性,提出一种新的衡量回波抵消效果的评判标准,并以此标准为目标函数提出了一种新的基于Ba参数的回波抵消算法。实验仿真表明,新的方法相比传统方法更符合人耳听觉特性;以结合人耳听觉特性的标准衡量,新方法比传统方法在性能上有一定的提升。     

利用傅里叶变换的干扰信号分析

本文采用傅里叶变换对干扰信号进行了分析。首先讨论了正弦干扰信号和脉冲干扰信号的传统计算模式，然后采用傅里叶变换方法对脉冲干扰信号进行分解。最后对两种分析方法进行了综合比较。结果表明采用傅里叶变换可以扩大分析的频率范围，并且处理简单准确。     

一种同频双脉冲水声跟踪信号体制下深度信号检测方法

在三度空间水下武器弹道高精度测量系统中,航行深度是必不可少的测量参数之一。简要论述了同频双脉冲水声跟踪信号体制深度遥测及信号检测的原理,分析比较几种常用的深度信号检测方法,总结出一种有效可靠的检测途径。湖上实航跟踪试验结果表明,该方法能较大程度提高深度地信号有效检测概率,取得了良好的工程应用效果,具有较好的应用前景。     

Effects of pulse rate,fundamental frequency and burst density on auditory similarity

Auditory displays are currently used in many medical, automotive and aviation settings. Although there are many existing guidelines for developing effective auditory signals, there is a need for more research considering the interaction between signals within a display, especially when sounds originate from conceptually distinct referent systems. Identifying the parameters that are most relevant to auditory similarity can facilitate acoustic branding and the development of guidelines that ensure signals for different systems are distinct without requiring standardisation. Twenty-seven undergraduate students judged the similarity of a set of abstract sounds varying in tempo, or pulse rate, fundamental frequency and burst density. Results indicate that no single parameter is entirely responsible for determining auditory similarity, but temporal characteristics are most salient. These findings have implications for acoustic branding and suggest that designers intending to ensure perceptual similarity and separation between differentially mapped sounds should manipulate temporal characteristics before frequency or burst density.