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基于多尺度Chirplet稀疏分解和Wigner-Ville变换的时频分析方法 被引量:12
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作者 张天骐 全盛荣 +1 位作者 强幸子 江晓磊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1333-1339,共7页
针对多分量多项式相位信号(mc-PPS)的Wigner-Ville分布存在的时频干扰问题,该文提出一种基于多尺度Chirplet稀疏分解和Wigner-Ville变换的时频分析方法。该方法采用多尺度的Chirplet基函数对信号进行投影分解,通过延时相关解调的分数阶... 针对多分量多项式相位信号(mc-PPS)的Wigner-Ville分布存在的时频干扰问题,该文提出一种基于多尺度Chirplet稀疏分解和Wigner-Ville变换的时频分析方法。该方法采用多尺度的Chirplet基函数对信号进行投影分解,通过延时相关解调的分数阶傅里叶变换(FRFT)搜索投影系数最大的基函数,将搜索得到的基函数通过Wigner-Ville变换和最佳路径连接方法,逐次获得使分解信号能量最大的信号分量及其时频分布。仿真结果表明,该方法能在低信噪比条件下有效抑制等振幅mc-PPS的自交叉项和互交叉项的干扰,具有最佳的时频聚集性,克服了全局搜索基函数计算量大的问题,适用于非平稳信号的分析和处理。 展开更多
关键词 多尺度chirplet Wigner-Ville变换 分数阶傅里叶变换 时频干扰 信噪比
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基于多尺度线调频基稀疏信号分解的电力系统非平稳振荡信号特征提取 被引量:7
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作者 孙正龙 蔡国伟 +2 位作者 王雨薇 杨德友 刘铖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期31-40,共10页
随着电力电子装置在源-网-荷侧的大规模应用,电力系统功率振荡表现出较强的非平稳特性和模式耦合性。本文提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的电力系统非平稳振荡信号特征提取方法。多尺度线调频基稀疏信号分解方法能够在动态的... 随着电力电子装置在源-网-荷侧的大规模应用,电力系统功率振荡表现出较强的非平稳特性和模式耦合性。本文提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的电力系统非平稳振荡信号特征提取方法。多尺度线调频基稀疏信号分解方法能够在动态的时间支撑区内对信号进行投影分解,逐次获得能量最大的信号分量,具有良好的时频聚集性,特别适用于非平稳振荡信号的分解。电力系统的功率振荡信号本质上是一种多模态时变振动系统响应信号。首先通过多尺度线调频基稀疏信号分解方法得到多个单模态振动响应信号,然后根据单模态振动响应特性采用最小二乘法进行振荡特征的提取。仿真算例和实例证明了该方法在电力系统非平稳振荡信号特征提取中的有效性和适应性。 展开更多
关键词 多尺度线调频基 稀疏信号分解 非平稳信号 模态混叠
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一种初始相位函数估计的DDTFA方法及其应用 被引量:2
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作者 李蓉 李付豪 +1 位作者 田莉莉 刘坚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期148-156,共9页
针对数据驱动时频分析方法(Data-Driven Time-Frequency Analysis,DDTFA)的初始相位函数估计直接影响算法的收敛性及分解精度的问题,将多尺度线调频基稀疏分解方法(Multi-Scale Chirplet Sparse Decomposition,MSCSD)引入DDTFA的初始相... 针对数据驱动时频分析方法(Data-Driven Time-Frequency Analysis,DDTFA)的初始相位函数估计直接影响算法的收敛性及分解精度的问题,将多尺度线调频基稀疏分解方法(Multi-Scale Chirplet Sparse Decomposition,MSCSD)引入DDTFA的初始相位函数估计中,提出了MSCSD-DDTFA方法,并应用于变转速齿轮故障诊断中。MSCSD方法采用分段线性拟合的思想,可从低信噪比信号中精确地估计出信号的瞬时频率,进而求取相位函数;DDTFA方法则可根据MSCSD估计的相位函数不失真地分离出时变非平稳信号分量;最后,可根据MSCSD估计出的瞬时频率对信号分量进行阶次包络分析,获取阶次包络谱以诊断变转速齿轮故障。算法仿真和应用实例表明:该方法可准确分离出信号中的时变非平稳信号分量,并提取变转速齿轮故障特征。 展开更多
关键词 故障诊断 数据驱动时频分析 多尺度线调频基 稀疏分解 匹配追踪
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基于多尺度线调频基稀疏信号分解的线性时变SDOF系统参数识别 被引量:1
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作者 陈关宝 于德介 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2013年第4期100-108,共9页
对于参数时变的SDOF系统,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的参数识别方法。该方法能将SDOF系统的强迫振动响应自适应地分解为稳态响应和瞬态响应。从系统的稳态响应可得到外部激振力的频率估计;对系统的瞬态响应用多尺度线调频... 对于参数时变的SDOF系统,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的参数识别方法。该方法能将SDOF系统的强迫振动响应自适应地分解为稳态响应和瞬态响应。从系统的稳态响应可得到外部激振力的频率估计;对系统的瞬态响应用多尺度线调频基稀疏信号分解方法进一步分解,可得到系统的瞬时频率估计,进而可得到系统的刚度和阻尼,从而实现对SDOF系统的参数识别。刚度线性变化、刚度突变与刚度周期缓变3种情况下的参数识别仿真算例表明,本文方法能有效识别线性时变SDOF系统参数,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 多尺度线调频基 稀疏信号分解 单自由度系统 时变系统 参数识别
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基于改进MCSSD的时变系统模态参数识别
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作者 张志超 史治宇 张杰 《机械制造与自动化》 2018年第2期121-126,共6页
对于参数时变的多自由度系统,基于多尺度线性调频原子稀疏信号分解及多项式相位信号参数估计理论,提出一种时变系统的模态参数识别方法。该方法先对多自由度时变振动系统响应信号划分二进制动态时间支撑区并形成多尺度线性调频原子库,... 对于参数时变的多自由度系统,基于多尺度线性调频原子稀疏信号分解及多项式相位信号参数估计理论,提出一种时变系统的模态参数识别方法。该方法先对多自由度时变振动系统响应信号划分二进制动态时间支撑区并形成多尺度线性调频原子库,再按时间支撑区顺序提取节点频率,最后根据单模态响应信号的包络和瞬时频率估计值识别系统的模态频率。刚度和阻尼线性变化与周期变化2种情况下的参数识别仿真算例表明,所提出的方法具有较高的识别精度和重要的工程应用前景。 展开更多
关键词 多尺度线性调频原子 瞬时频率 时变系统 模态参数识别
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基于稀疏信号分解的自适应时变滤波器及其在齿轮故障诊断中的应用 被引量:12
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作者 彭富强 于德介 +1 位作者 罗洁思 武春燕 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第24期46-53,共8页
提出一种新的自适应时变滤波器设计方法,并将其应用于变速齿轮箱齿轮故障诊断中。齿轮箱振动信号频率成分复杂,特别是多级变速齿轮箱,存在多个啮合频率,而齿轮箱齿轮故障诊断的核心是获取啮合频率的调制状态。在非平稳转速下,如何从复... 提出一种新的自适应时变滤波器设计方法,并将其应用于变速齿轮箱齿轮故障诊断中。齿轮箱振动信号频率成分复杂,特别是多级变速齿轮箱,存在多个啮合频率,而齿轮箱齿轮故障诊断的核心是获取啮合频率的调制状态。在非平稳转速下,如何从复杂振动信号中提取包络调制信号是齿轮箱故障诊断需要解决的关键问题。基于多尺度线调频基(Multi-scale chirplet)的稀疏信号分解方法可以有效地提取频率呈曲线变化的信号分量,适合于载波频率的提取,以该载波频率为滤波器的中心频率,转频的倍频为滤波带宽,设计滤波中心频率曲线变化的自适应时变滤波器,可以有效地将多个包络调制信号分别提取出来,进而可以对变速多级齿轮箱齿轮进行故障诊断。提出的自适应滤波器可以根据信号本身的特点自动改变滤波中心频率和滤波带宽,对信号进行滤波,保留信号的有用频率成分,抑制无用成分。仿真算例和应用实例说明了方法的有效性。 展开更多
关键词 多尺度 线调频小波 稀疏分解 自适应 时变滤波器 齿轮故障诊断
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基于多尺度线调频基信号稀疏分解的信号分离和瞬时频率估计 被引量:9
7
作者 罗洁思 于德介 彭富强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2224-2228,共5页
提出了一种基于多尺度线调频基信号稀疏分解的多分量多项式相位信号分离和瞬时频率估计方法.该方法采用多尺度的线调频基函数对多分量多项式相位信号进行投影分解,通过从不同的时间支撑区内投影系数最大的基函数中寻找出使分解信号能量... 提出了一种基于多尺度线调频基信号稀疏分解的多分量多项式相位信号分离和瞬时频率估计方法.该方法采用多尺度的线调频基函数对多分量多项式相位信号进行投影分解,通过从不同的时间支撑区内投影系数最大的基函数中寻找出使分解信号能量最大的基元函数组合,逐次获得信号包含的能量最大的多项式相位信号分量,从而实现多分量多项式相位信号的分离,而从基元函数连接形成的频率曲线则可获得多项式相位信号分量瞬时频率的估计.仿真信号分析表明,本文方法能在信噪比较低情况下有效分离多分量多项式相位信号中包含的多项式相位信号分量,准确地估计其瞬时频率. 展开更多
关键词 多尺度线调频基 多分量多项式相位信号 瞬时频率 信噪比
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基于多尺度线调频基稀疏信号分解的广义解调方法及其在齿轮故障诊断中的应用 被引量:9
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作者 皮维 于德介 彭富强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第15期59-64,70,共7页
在基于多尺度线调频基稀疏信号分解的基础上,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的广义解调方法,并将其应用于非平稳转速状态下的齿轮故障诊断。广义解调可以将时频分布呈曲线变化的多分量非平稳信号转化为时频分布平行于时间轴的... 在基于多尺度线调频基稀疏信号分解的基础上,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的广义解调方法,并将其应用于非平稳转速状态下的齿轮故障诊断。广义解调可以将时频分布呈曲线变化的多分量非平稳信号转化为时频分布平行于时间轴的平稳信号,因此非平稳信号经广义解调后满足傅里叶分析对平稳性的要求,而如何获取多分量信号的广义解调相位函数是广义解调方法的关键和难点。对信号进行基于多尺度线调频基的稀疏信号分解,得到分量信号的相位函数,再对分量信号进行广义解调和频谱分析得到齿轮故障特征频率。该方法非常适合于分析转速波动齿轮的多分量调幅—调频振动信号,仿真算例和应用实例说明了方法对变速齿轮箱故障诊断的有效性。 展开更多
关键词 多尺度线调频基 稀疏信号分解 广义解调 齿轮 故障诊断
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基于多尺度线性调频基信号稀疏分解的多分量LFM信号检测 被引量:8
9
作者 罗洁思 于德介 彭富强 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期2781-2785,共5页
该文针对传统的基于二次时频分析和原子追踪匹配方法处理多分量LFM信号时存在的时频干扰和等振幅交叉分解等问题,提出了一种基于多尺度线性调频基信号稀疏分解的多分量LFM信号检测方法,该方法采用多尺度的线调频基函数对多分量LFM信号... 该文针对传统的基于二次时频分析和原子追踪匹配方法处理多分量LFM信号时存在的时频干扰和等振幅交叉分解等问题,提出了一种基于多尺度线性调频基信号稀疏分解的多分量LFM信号检测方法,该方法采用多尺度的线调频基函数对多分量LFM信号进行投影分解,通过从不同的时间支撑区内投影系数最大的基函数中寻找出使分解信号能量最大的基元函数组合,逐次获得信号包含的能量最大的LFM信号分量,从基元函数连接形成的频率曲线即可获得LFM信号分量瞬时频率的估计,再对分量瞬时频率求起始时间点的频率值和曲线斜率便可得到该LFM分量的中心频率及调频斜率,仿真试验表明该文方法能精确地提取等振幅多分量LFM信号的瞬时频率,并具有很强的抗噪声干扰能力。 展开更多
关键词 信号处理 多尺度线性调频基 LFM信号 信号分离 瞬时频率 信噪比
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基于MCSSD的转子碰摩故障早期检测 被引量:3
10
作者 罗洁思 于德介 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期220-224,共5页
提出了基于多尺度线调频基信号稀疏分解(Multi-scale Chirplet Sparse Signal Decomposition,简称MCSSD)的转子碰摩故障早期检测方法,该方法用MCSSD方法对转子碰摩故障振动信号进行单次分解,从原信号中分离出具有最大幅值的工频(或倍频... 提出了基于多尺度线调频基信号稀疏分解(Multi-scale Chirplet Sparse Signal Decomposition,简称MCSSD)的转子碰摩故障早期检测方法,该方法用MCSSD方法对转子碰摩故障振动信号进行单次分解,从原信号中分离出具有最大幅值的工频(或倍频)信号分量。由于MCSSD方法是采用线性直线逐段自适应逼近分析信号的各分量频率,分解得到的信号分量与真实信号分量具有很好的频率匹配特性,不会产生频率混叠现象,因此,与小波分解与EMD分解相比,MCSSD能更有效地从转子早期碰摩故障振动信号分离出最具最大幅值的工频(或倍频)信号分量。将该信号分量从原信号中去除,对残余信号分量做频谱分析,即可有效诊断转子早期碰摩故障。应用实例证明了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 多尺度线调频基 信号分解 碰摩故障 特征频率 故障检测
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基于多尺度线调频基稀疏信号分解的时变系统模态参数识别 被引量:1
11
作者 陈关宝 于德介 吴雪明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第13期69-76,共8页
在多尺度线调频基稀疏信号分解的基础上,提出一种时变系统的模态参数识别方法。该方法先采用多尺度线调频基稀疏信号分解方法对多自由度线性时变振动系统响应信号进行分解,将其分解成多个单模态振动响应信号并得到单模态振动响应信号的... 在多尺度线调频基稀疏信号分解的基础上,提出一种时变系统的模态参数识别方法。该方法先采用多尺度线调频基稀疏信号分解方法对多自由度线性时变振动系统响应信号进行分解,将其分解成多个单模态振动响应信号并得到单模态振动响应信号的瞬时频率;再根据单模态振动响应信号的包络和瞬时频率识别系统的模态频率与模态阻尼比。多自由度线性时变振动系统模态参数的识别算例表明,与经验模态分解等时频分析方法比较,该方法能有效克服系统振动响应信号分解时的模态混淆问题,识别精度高,抗噪性能好,是一种有较大工程应用前景的多自由度线性时变振动系统模态参数识别方法。 展开更多
关键词 多尺度线调频基 稀疏信号分解 时变系统 模态参数
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基于多尺度线调频基稀疏信号分解的轴承故障诊断 被引量:27
12
作者 彭富强 于德介 +1 位作者 罗洁思 武春燕 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期88-95,共8页
在线调频小波路径追踪算法和稀疏信号分解的基础上,提出一种基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法,并将其应用于非平稳转速下的轴承故障诊断。基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法,根据信号的特点,自适应地选择多尺度的线调频基函数... 在线调频小波路径追踪算法和稀疏信号分解的基础上,提出一种基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法,并将其应用于非平稳转速下的轴承故障诊断。基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法,根据信号的特点,自适应地选择多尺度的线调频基函数对信号进行投影分解。由于基函数库多尺度特性,使得该方法比以往采用单一尺度库函数的稀疏信号分解方法更适用于分解频率呈曲线变化的非平稳信号。在非恒定转速下,当轴承出现故障时,振动信号中与故障对应的特征频率将会随转速变化而波动,采用基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法能准确获得非平稳转速下轴承故障特征频率随时间的变化情况,进而对其状态和故障特征进行识别,仿真算例和应用实例说明了此方法的有效性。 展开更多
关键词 多尺度 稀疏分解 线调频小波 基函数 非平稳信号 轴承故障诊断
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基于多缩放基调频变换的时频脊线精细化表征方法
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作者 丁嘉凯 王义 +2 位作者 穆志国 张光耀 李城 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期22-29,共8页
旋转机械在变工况下因局部故障和时变转速等激励影响下会产生非平稳振动信号,传统时频分析方法无法满足快时变与强调频的非平稳瞬态振动信号分析要求,由于传统调频变换(chirplet transform,CT)在分析非平稳振动信号时其核函数无法跟随... 旋转机械在变工况下因局部故障和时变转速等激励影响下会产生非平稳振动信号,传统时频分析方法无法满足快时变与强调频的非平稳瞬态振动信号分析要求,由于传统调频变换(chirplet transform,CT)在分析非平稳振动信号时其核函数无法跟随瞬时频率(instantaneous frequency,IF)轨迹变化而变化,导致振动信号IF轨迹时频表征无法达到精细化程度。针对此类问题提出了一种多缩放基调频变换(multi-scale basis chirplet transform,MSBCT)时频分析方法,理论分析表明该方法可利用高阶相位算子将MSBCT方法核函数精确逼近IF轨迹,使得MSBCT算法可针对变转速工况下的IF轨迹得到精确的时频表征。由于噪声信号在时频域内的IF轨迹呈现出随机分布的特性,MSBCT方法由于高阶相位算子的存在可精确捕捉IF变化规律,故MSBCT可在一定程度上对噪声有抑制作用。通过仿真信号与变转速工况下轴承故障信号验证了所提出的MSBCT算法的有效性。结果表明,MSBCT算法能够非线性IF轨迹进行精细化表征,并通过与其他时频表征方法验证了其优势性。 展开更多
关键词 变速工况 非平稳信号 瞬时频率轨迹 多缩放基调频变换 精细化时频表征
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