时频分析在复合材料无损检测中的应用研究

随着复合材料检测的发展,Lamb波无损检测技术日益受到重视。根据Lamb波多模式和频散的特点,以群速度-频厚积曲线为基础,采用短时傅利叶变换（STFT）的时频分析方法,以层合板复合材料为实验对象,与单独在时域、频域中分析相比较,结果表明：STFT可有效地识别Lamb波的传播模式,并可准确地对能量成分进行分析。     

改进型HHT方法在钻机电网谐波检测中的应用

传统HHT方法在分析谐波时存在模态混叠现象,不能有效得出各次谐波分量,所以本文采用基于小波分解的HHT方法来解决上述问题。该方法根据小波分解进行频带滤波,然后再利用empirical mode decomposition（EMD）分解得到准确的intrinsic mode function（IMF）,最后进行Hilbert变换得到各次谐波分量频率和瞬时幅值,解决了传统HHT方法存在的模态混叠问题。首次将改进的Hilbert-Huang Transform（HHT）方法用于石油钻机系统中,并在Matlab/Simulink平台上搭建了石油钻机电网谐波源模型,仿真谐波电流信号,并将改进型HHT方法与传统的HHT方法进行对比,比较结果验证了改进型HHT方法的先进性和有效性。     

经验模态分解及Hilbert谱分析在电压闪变检测中的应用

文章应用基于经验模态分解（EMD）和Hilbert谱分析的Hilbert-Huang变换,进行电压波动与闪变信号的分析与检测,并对应用中的一些问题进行了探讨;应用研究表明,对暂态闪变信号进行EMD分解,再对得到的各IMF分量求HHT谱,可以精确地检测到暂态电压波动发生的时刻和终止的时刻;采用Hilbert-Huang变换进行电压闪变调幅波信号的包络解调,可以避免电网工频高次谐波对解调的影响,从而提高闪变分析的精度;所作的一些尝试表明,应用Hilbert-Huang变换分析电压闪变信号是可行的和有效的.     

改进HHT在线滤波算法在电液伺服系统控制中的应用

希尔伯特一黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)是一种针对非线性非平稳信号时频分析的有效方法,在诸多领域有着广泛应用.目前HHT变换主要应用于离线分析,为了将HHT变换引入电液伺服控制系统,实现了一种HHT的在线滤波方法,通过改进的经验模式分解法(EMD),能对系统的输出信号进行实时滤波处理,并适用于电液伺服控制系统.首先设定一定长度的滤波窗口,利用文中改进后的EMD分解法对窗口内的数据进行经验模态分解,从中得到噪声分量和其他干扰信号分量.然后从原信号中去除噪声和干扰信号分量,达到滤波的效果.由于该滤波器的时延特性不随控制信号频率的改变而改变,只与滤波器的窗口长度有关,因此在控制器中可进行延时补偿,将基于HHT在线滤波器的控制方法应用于电液伺服控制系统中,系统输出在相位和控制效果方面都取得了良好的效果,验证了该方法的实用性.     

含金属芯压电纤维传感Lamb波方向性研究

含金属芯压电纤维(MPF)是一种新型压电功能器件.阐述了基于小波变换的Lamb波能量因子计算原理,把MPF作为Lamb波传感器,分别采用幅值和小波变换能量因子的方法对MPF传感Lamb波的方向性进行了研究.研究结果表明:MPF对Lamb波的传感表现出很强的方向性.相比采用幅值表征的结果,采用能量因子进行传感方向性表征更...     

Wigner-Hough变换在车流量检测雷达信号处理中的应用

在车流量检测雷达中,由于受噪声和干扰的影响,中频信号实际是非平稳的,在频域内很难准确地估计目标参数.本文通过分析目标信号、干扰信号和噪声在Wigner时频平面的分布特性,提出了利用Wigner-Hough 变换来估计目标参数的方法;文中同时讨论了Wigner-Hough变换的实现问题.实验结果表明,该方法在车辆目标判断方面具有较好的性能.     

Hilbert-Huang变换在语音信号精细时频分析中的应用

语音信号是一种典型的非平稳信号,其特性及表征本质特征的参数均是随时间变化的,而时频分析是分析时变谱的有力工具,Hilbert-Huang变换是一种新型的具有自适应性的时频分析方法,对于非线性、非平稳信号有清晰的物理意义,通过HHT变换,能够得到信号的时间-频率-振幅三维分布特征。分析了HHT算法的原理,采用了合适的端点效应处理方法提高了EMD的分解精度,通过仿真实验得到了语音信号更加精细的时频结构,并与STFT、WVD及Choi-Williams分布进行了对比,显示了HHT算法的优越性。     

基于HHT的风力发电系统电压暂降检测研究

风力发电系统输出具有随机性、波动性和间歇性等特点,风力发电系统电压波动较为频繁,电压暂降已成为风力发电系统中最常见的电压波动。针对风力发电系统电压暂降问题,提出了一种基于Hilbert-Huang变换（HHT）检测方法,能够准确、及时地检测到电压暂降。为了解决HHT中经验模态分解（EMD）过程中的端部效应问题,采用了一种自适应的改进波形匹配方法对电压暂降问题进行处理。借助HHT中各固有模态函数（IMF）的电压幅值和频率两个参数反映电压波动,并通过Matlab仿真验证了该方法的实用性。     

基于空气耦合超声Lamb波对铝板的特征成像检测

A0模态Lamb波因具有低衰减、短波长、对缺陷敏感等优良特性被用于检测大面积层板结构。为了实现铝板中缺陷的检测与重构,提出了一种基于空气耦合Lamb波扫描成像检测技术,对存在冲击损伤的铝板进行扫描检测。扫描时,激励与接收传感器置于铝板同侧并倾斜布置,沿着两个相互正交的方向进行Lamb波扫查,对正交路径下的检测信号进行快速傅立叶变换(FFT),将得到的频域信号与基准频域信号之间的信号差异系数（SDC）作为特征值,并结合损伤概率成像算法和数据融合算法进行缺陷的重构和成像。实验结果表明,基于损伤指数的特征值成像方法可以有效表征铝板缺陷,成像结果与缺陷实际位置非常吻合。     

非线性Lamb波疲劳损伤监测机理研究

传统的线性Lamb波损伤监测方法对微小损伤的敏感性很低,限制了Lamb波结构健康监测技术的应用和发展.分析了非线性Lamb波传播机理以及非线性Lamb波特征参数提取方法,在此基础上对非线性Lamb波结构疲劳损伤监测机理进行了实验研究.在T6061铝板上的实验验证表明:非线性Lamb波特征参数对结构疲劳等早期微损伤具有较好的敏感性,且非线性参数与损伤程度之间存在相同的变化趋势.为金属材料结构疲劳等早期损伤的预警和评估提供了可行的思路.     

基于改进的HHT的网络流量预测算法

由于传统的网络流量预测算法对网络流量的线性程度要求高,而现实网络流量多是非线性的,提出一种基于改进的HHT和SVR网络流量预测算法。针对HHT方法存在的拟合过冲和端点飞翼的缺陷,提出一种求取均值曲线的方法对HHT进行改进。实验结果表明,利用该方法得到的包络线效果更好,均值点更加准确,基本消除了过冲的影响,对端点效应有明显改善。     

一种基于HHT鼠笼型异步电机转子断条故障信号分析方法

希尔伯特-黄变换是一种新的信号处理方法,具有时频自适应性,可以用于分析各类信号,包括平稳、非平稳信号,线性、非线性信号等.它的核心经验模态分解实际上就是对信号进行平稳化处理,将信号用不同尺度上波动的序列的和来表示,其瞬时频率谱可准确反映信号的物理意义.将希尔伯特-黄变换用于提取鼠笼型异步电机转子断条故障特征信号的处理,...     

高分辨率超声Lamb波频散曲线测量与板厚估计

超声Lamb波在工业无损检测与评价中具有广阔的应用前景。但受制于超声导波多模式频散与混叠的影响,如何实现高分辨率超声导波的模式分离与频散曲线提取,进而定量分析材料的健康状况一直是研究的热点与难点。本文旨在将现代信号处理中广泛采用的谱估计技术应用于超声Lamb波阵列信号分析,并通过提取频散曲线定量测量板厚度。以经典参数谱估计法中的Yule-Walker法与Burg法为例,实验测量和分析了3 mm,4 mm和 5 mm厚铝板中的宽带多模式Lamb波信号,准确地提取了铝板中的宽带Lamb波频散曲线,并比较了两种经典谱估计方法与二维傅氏变换法的性能,最终实现了铝板厚度估计。     

基于 HHT的界面贴合型缺陷非线性超声检测研究磁

论文以固体火箭发动机（SRM ）包覆结构粘接质量检测为研究内容,针对传统超声检测方法难以检测粘接界面贴合型脱粘问题,提出了基于Hilbert‐Huang变换（HHT）的非线性超声检测方法。通过仿真信号的 HHT分析,验证了HHT方法在处理非线性、非平稳信号的有效性。提取了非线性检测信号的二次谐波瞬时幅值,并提出了将二次谐波瞬时幅值作为特征参数的非线性超声检测方法。结果表明,可以用二次谐波瞬时幅值作为特征参数来表征贴合型脱粘缺陷的大小,证明了基于二次谐波瞬时幅值的非线性超声检测方法在粘接界面贴合型脱粘缺陷检测的有效性。     

板中Lamb波传播过程仿真分析

为了给料位测量的实验研究提供理论上的依据，该文以实验室装置为对象，在合理的简化假设条件下，采用波动理论结合相应的边界条件，建立了板中Lamb的色散方程。通过对方程的求解得到了板在一定厚度范围内变化所对应的色散曲线。通过分析钢板中相速度变化曲线，得出如下几个规律：Lamb波在板中传播时，存在多个模式；当板厚确定时，频率越高，存在的模式将越多；当频率一定时，板的厚度增加，各个模式之间将越密集。     

Investigations on excitation and detection methods for Lamb wave sensors

Due to a high potential sensitivity, Lamb wave acoustic sensors have been studied for biochemical applications. Usually, Lamb waves are generated and detected using piezoelectric transducers. This technology involves bilayers structures and causes some problem of induced strain and temperature compensation. In this paper, we have investigated optical and electrostatic excitation methods. The optical excitation of Lamb waves is studied, and the main limitations of such an excitation method are pointed out. Theoretical as well as experimental studies are reported on electrostatic excitation of Lamb waves, and it is shown that this technique can be suitable for biosensors.     

HHT方法在不同思维作业脑电信号分析中的应用

介绍了一种处理非线性、非平稳信号的新方法——HHT的原理及特点,并将其应用于不同思维作业脑电信号分析。实验结果表明,不同思维作业脑电信号经HHT后的HH谱和Hilbert边际谱都差异显著,证明HHT方法对脑电信号处理的可行性。     

面向突发事件识别与测度的金融信号分析

通过金融市场传递的信号观察实体经济和社会秩序的安全和稳定受到了越来越多的关注。然而当前产学界的研究较多依赖于经济学理论和计量模型,获得需要的数据面临样本频次低、统计难度大的问题,其可解释性也受到了限制。为此,该文选择获得成本低、时效性强、权威可靠的金融数据,将金融时间序列视为隐藏社会和经济系统运行信息的金融信号。选择由经验模态分解（EMD）和希尔伯特谱分析（HAS）组成的希尔伯特-黄变换（HHT）方法对金融信号进行分析,通过EMD方法从金融信号中捕获对经济形成冲击的突发事件,通过HAS方法测度突发事件对于社会产生的影响程度。实验结果表明,HHT能够克服金融信号由于混叠多种效应难以挖掘具有实际意义的信息的问题,对于实际发生的突发事件能够做到快速识别和预警作用。     

矩形压电片对Lamb波传感的方向性研究

矩形压电片被广泛用作超声Lamb波的传感器与驱动器。理论推导了矩形压电片对Lamb波（A₀模式）的传感灵敏度系数的函数表达式,同时对推导结果进行了实验验证。研究结果表明矩形压电片对Lamb波的传感具有很强的方向性。当Lamb波传播方向沿着矩形压电片长度方向时,矩形压电片传感响应电压最大。随着Lamb波入射角度的增大,响应电压幅值越来越小,当入射方向与矩形压电片长度方向垂直时,响应幅值达到最小。