时频域滤波方法及其在颤振信号处理中的应用

采用自适应时频分析方法并通过理论分析和数字仿真完成了相应的数值特性与应用特性研究。根据颠振试验的原理和观测信号特点,将所提出的两种时频域滤波算法引入到了飞机结构亚临界响应分析的颠振边界预测研究当中,即通过联合时频分析(JTFA)与时频域滤波提取有效信号再进行模态参数提取与颠振边界预测,取得了预期的效果。     

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。     

用频域法确定反卷积的最佳滤波参数

本文介绍了一种确定反卷积的最佳滤波参数的新方法。该方法的特点是，只需在频域就能确定滤波参数，因而节省了大量计算时间。     

小波阈值法在信号滤波中的应用研究

针对硬阈值函数在阈值处不连续,重构信号易产生振荡,以及软阈值函数的量化值与原始小波系数有恒定的偏差不能逼近的问题,提出了一种既能在阈值处连续,又能实现逼近原始小波系数的改进型阈值函数。仿真结果显示将改进型的阈值函数用于信号滤波,在均方误差和信噪比方面都优于传统的两种阈值函数。     

频域主分量模态分析法及在颤振试飞中的应用

为提高对颤振边界预测至关重要的模态阻尼的识别精度,基于频域多参考点法,采用主分量分析、奇异值分解和最小二乘技术,考虑频率响应函数负共轭部分和带外模态的影响,提出频域主分量分析模态参数识别方法,具有处理速度快、所需用户交互少的特点。通过飞机模型仿真算例验证在模态高度耦合情况下该方法的有效性,并在实际飞行颤振试验中进行应用。     

无约束频域自适应滤波算法最优步长控制

频域自适应算法由于具有较低的计算复杂度和较快的收敛速度而被广泛应用。但是固定步长的频域自适应算法必须在收敛速度、稳态失调、跟踪速度和对噪声干扰的稳健性之间权衡。文章研究了无约束频域自适应滤波算法的最优步长控制问题。通过分析频域自适应算法的收敛特性,给出了最优步长的表达式,推导出了频域失调因子的递归变化关系并用来估计频域失调因子。在系统辨识和回声抵消应用中的计算机仿真结果表明,所提变步长算法能同时得到较快的收敛速度和较低的稳态失调,同时该算法对回声抵消应用中的双端对讲不敏感,因而不需要明确的双端对讲检测。     

模拟频域滤波重构直方图均衡的图像增强方法

针对传统图像增强方法的不足,提出一种基于模拟频域滤波重构直方图均衡的图像增强方法.将频率域滤波的思想引入空间域直方图运算当中,在模拟频率直方图统计中进行频率信息的统计,利用这些频率信息建立模拟频率域坐标,进行模拟频域滤波,对滤波处理后的直方图进行均衡化处理.实验表明:与传统方法相比,该算法优化了灰度级的动态分布范围,能得到更清晰的增强效果,且在图像中没有视觉明显的噪声放大.     

轮胎激光散斑干涉相位图多方向频域滤波方法

为解决激光数字剪切散斑干涉技术应用于轮胎缺陷检测中轮胎缺陷相位条纹图噪声对包裹相位图解包和轮胎缺陷尺寸测量产生严重影响问题,通过对散斑干涉相位图的形成与条纹特征分析,研究一种根据不同方向的条纹密度来设置不同截止频率的多方向频域低通滤波方法。该方法只需进行一次滤波就能有效滤除噪声,还能更好地保留图像的边缘信息。实验结果表明:在两组滤波实验中,与中值滤波方法相比,多方向频域低通滤波的边缘保持指数分别是其4.257倍、2.869倍;与正余弦滤波方法相比,多方向频域低通滤波方法的残差点数分别是正余弦滤波方法的16.456%、36.555%,体现出较好的滤波特性。     

联合频域相关分析和改进粒子滤波的滚动轴承寿命预测方法

为了解决滚动轴承退化状态识别难、剩余使用寿命（Remaining Useful Life, RUL）预测误差大这两个关键问题,提出一种联合频域特征相关分析及改进粒子滤波的寿命预测方法。基于滚动轴承在退化过程中频域特征存在短期相似性和长期差异性这一特点,对不同时间序列傅里叶变换后的幅值谱进行相关分析,构建平均相关系数（Average Correlation Coefficient, ACC）曲线。当ACC达到设定阈值时,利用初始故障时间（Degradation Initial Timepoint, DIT）将轴承状态划分为正常和损伤两阶段。利用损伤阶段的归一均方根值作为观测样本输入,构建考虑了全局指数式退化趋势与局部波动双重因素的粒子滤波（Dual Factor Particle Filter, DFPF）模型,实现粒子分布校正并完成RUL预测。试验结果表明,所提方法相比传统的均方根值法和峭度法能够更准确地识别轴承初始故障时间。在寿命预测精度方面,相比传统粒子滤波（Particle Filter, PF）算法,所提方法减小了异常观测值对预测趋势的影响,具有更高的RUL预测精度。     

低相干函数频响函数的无偏差估计方法

本文详细分析了现有输入噪声模型和输出噪声模型的抗噪声原理,提出了一种能同时抑制输入噪声和输出噪声的无偏差估计模型,它利用二次互功率谱代替通常估计中的自功率谱。使得由于噪声引起的误差可以通过多次平均完全消除。新估计模型的精度与输入噪声和输出噪声的水平无关,仅与统计次数有关。在输入、输出噪声不相关条件下,即使相干函数很低仍能通过多次平均获得具有足够精度的频响函数值。文章最后给出了不同噪声干扰下的(?)估计值、(?)估计值以及本文模型的(?)估计值,并与没有噪声干扰下的H_o 值进行比较。     

《用无偏估计方法计算简支梁的频响函数》

利用不相关信号的互功率谱多次平均趋于零的性质，推导出多输入多输出频响函数无偏估计算法，用MATLAB语言编制了该无偏估计算法的程序。使用动态信号测试系统进行了简支梁的多点激励和多点响应的振动测试，并利用MATLAB程序对实测信号进行了计算，得到了测试对象的以频响函数。利用有限元方法计算了测试对象的频响函数，对多输入多输出频响函数无偏估计算法进行了验证。     

结构动力响应数值分析的新的广义-α方法的频率域分析

介绍了一族用于结构动力响应数值计算的新的广义-α方法。用这族算法将结构动力学方程离散得到关于位移的差分方程，然后做Z-变换得到算法传递函数、算法频率响应函数。通过算法离散的频率响应和系统真实频率响应的比较，在频率域内分析了这族算法的性能，并与常用的Newmark平均加速度方法进行了比较。在分析中，以激励力频率为自变量分析了算法的Bode图，以系统固有频率和激励力频率与时间步长的乘积为自变量在三维空间内分析了算法频率响应幅值绝对误差，又以算法自由参数、阻尼比为自变量在三维空间内分析了算法频率响应幅值2-范数意义下的相对误差。结果表明，新算法的性能得到了更深刻的认识。     

自适应滤波与相关滤波在冲击响应信号特征提取中的应用

识别冲击响应信号在模态分析和机械监测诊断研究中具有重要意义。由于噪声成分、工频及其谐波的干扰，机组运行或其他实际信号中的冲击响应信号很弱。这些冲击响应信号的特征也较难提取。选择适当的自适应滤波器参数，应用自适应滤波首先对信号进行预处理，去掉强大的工频及其谐波成分，使信号的信噪比得到很大的提高；然后利用Laplace小波相关滤波法对自适应滤波预处理后的信号进行进一步的处理，提取其模态信息。结果证明，将这两种方法结合后的信号特征提取效果是比较理想的。     

用多项式模型和自适应滤波估计瞬时频率

本文论述了非平稳信号瞬时频率(IF)的估计方法,包括基干最小均方误差(LMS)算法或递推最小二乘(RLS)算法的自适应IF估计方法和基于信号相位多项式模型的IF估计方法。对各种估计方法的估计方差与理论方差下限进行了比较。说明了,基于互Wigner分布的估计方法所需信噪比(SNR)门限值最低。在低SNR、短信号记录的情况下,用多项式相位模型与最大似然法可以获得比较可靠的IF估计。     

空频域量化误差最小的光学小波滤波器设计

通过理论分析和仿真计算,研究利用不同小波基构造的光学小波滤波器的量化误差,分析交换分解和重构滤波器对光学小波滤波器量化误差的影响.实验结果表明不同小波基的量化误差通常是不同的,具有最小空、频域量化误差的小波基是交换分解和重构滤波器后的5/3 小波.根据光学小波滤波器的空、频域量化误差最小原则,基于提升算法,构造出空、频域量化误差最小的最优小波.     

基于频响函数反演法的涡轮增压器基础激励辨识

发动机运转时涡轮增压器轴承座处的振动响应用常规方法是不可测量的。使用频响函数反演法,通过测量涡轮增压器压缩室外壳的可测量点的振动响应,可以利用频响函数反演得到轴承座的响应,从而为涡轮增压器的转子动力学研究提供了基础激励。通过自由悬挂实验和振动台实验,证实频响函数反演法是有效可行的。最后,分析了影响精度的因素。