基于听觉显著图的瞬态振动信号表征方法研究

瞬态振动信号会使信号的幅值与频率结构发生显著变化,也是设备故障的重要标志。将听觉显著图方法引入振动信号分析中,并基于瞬态信号的时频分布特征,提出了一种新的听觉显著图计算方法,以用于表征瞬态信号。首先对信号进行带通滤波、包络提取和非线性压缩,继而模拟听神经元的时频感受野特性,进行多尺度二维和一维低通滤波,并对滤波结果进行跨尺度整合,以凸显发生显著变化的时频区域,最后,综合两种滤波整合结果,得到时频显著图和全局显著图。其中,设计了新的二维低通滤波器和跨尺度整合方法。数值仿真和试验验证结果表明,所提方法能够有效表征瞬态信号占据的时频区域,与已有方法相比,在抗噪声干扰、屏蔽稳态背景信号和微弱瞬态信号表征等方面均具有更为良好的性能。