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基于变分模态分解和希尔伯特变换的转子非平稳信号故障特征识别 被引量：3
1
作者 朱少民 夏虹 +2 位作者 尹文哲 王志超 张汲宇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期825-832,共8页
为了提升传统希尔伯特黄变换在处理复杂非平稳信号时的时频分析能力,本文将变分模态分解和希尔伯特变换进行结合,提出了一种时频分析方法变分模态分解和希尔伯特变换。此外,为了对变分模态分解的模态数进行自动调整,还提出了一种基于相... 为了提升传统希尔伯特黄变换在处理复杂非平稳信号时的时频分析能力,本文将变分模态分解和希尔伯特变换进行结合,提出了一种时频分析方法变分模态分解和希尔伯特变换。此外,为了对变分模态分解的模态数进行自动调整,还提出了一种基于相关系数的希尔伯特黄变换参数优化方法,有效避免了由于希尔伯特黄变换模态数设置不合理而导致的信号分解不足和分解过剩的问题。利用转子故障信号对变分模态分解和希尔伯特变换方法的时频分析能力进行了验证,并且与传统希尔伯特黄变换的对比突出了该方法在处理非平稳信号中的优势。 展开更多
关键词 转子 非平稳信号 变分模态分解 希尔伯特黄变换 特征识别
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一种基于改进Hilbert-Huang变换的非平稳信号时频分析法及其应用 被引量：33
2
作者 毛炜 金荣洪 +1 位作者 耿军平 李家强 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期724-729,共6页
对于非平稳信号时频分析,提出了一种基于改进Hilbert-Huang变换(HHT)的分析方法.根据HHT的已有原理,改进了经验模式分解(EMD)过程中的筛选停止准则,提高了分解精度;给出了Hilbert谱分析的完整过程;以线性调频连续波(FMCW)信号模型作为... 对于非平稳信号时频分析,提出了一种基于改进Hilbert-Huang变换(HHT)的分析方法.根据HHT的已有原理,改进了经验模式分解(EMD)过程中的筛选停止准则,提高了分解精度;给出了Hilbert谱分析的完整过程;以线性调频连续波(FMCW)信号模型作为研究对象,结合改进的EMD分解和完整的Hilbert谱分析,通过分析时频分布特征实现高噪声背景下雷达目标信号的检测以及干扰信号的提取.仿真结果表明了改进后的HHT方法对于低信噪比非平稳信号分析的有效性. 展开更多
关键词 非平稳信号 低信噪比 瞬时频率 Hilbert—Huang变换 雷达
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一种新的非平稳信号分析方法——局部特征尺度分解法 被引量：171
3
作者 程军圣 郑近德 杨宇 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期215-220,共6页
在定义瞬时频率具有物理意义的内禀尺度分量(Intrinsic scale component,简称ISC)的基础上,提出了一种新的非平稳信号分析方法——局部特征尺度分解方法(Local characteristic-scale decomposition,简称LCD),该方法能够自适应地将一个... 在定义瞬时频率具有物理意义的内禀尺度分量(Intrinsic scale component,简称ISC)的基础上,提出了一种新的非平稳信号分析方法——局部特征尺度分解方法(Local characteristic-scale decomposition,简称LCD),该方法能够自适应地将一个复杂信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的内禀尺度分量之和。首先对LCD方法的原理进行了分析,然后给出了采用LCD对信号进行分解的详细步骤,最后采用仿真信号对LCD和经验模态分解(Empirical mode decomposition,简称EMD)方法进行了对比分析,结果表明了LCD方法的有效性及在端点效应、迭代次数和分解时间等方面都优于EMD分解方法。 展开更多
关键词 局部特征尺度分解 经验模态分解 内禀尺度分量 非平稳信号
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基于小波降噪和短时傅里叶变换的主轴突加不平衡非平稳信号分析 被引量：34
4
作者 胡振邦 许睦旬 +1 位作者 姜歌东 张东升 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期20-23,36,共5页
针对主轴运行过程中突加不平衡而产生的非平稳信号无法采用传统的傅里叶变换对信号进行分析处理的问题,提出一种采用小波降噪与短时傅里叶变换相结合对主轴振动特征信息进行准确提取的方法,该方法利用小波降噪技术对非平稳信号进行滤波... 针对主轴运行过程中突加不平衡而产生的非平稳信号无法采用传统的傅里叶变换对信号进行分析处理的问题,提出一种采用小波降噪与短时傅里叶变换相结合对主轴振动特征信息进行准确提取的方法,该方法利用小波降噪技术对非平稳信号进行滤波处理,再对滤波处理后的信号进行重构,最后通过短时傅里叶变换精确获取主轴振动幅值,通过仿真和实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 小波降噪 信号重构 短时傅里叶变换 非平稳信号
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基于稀疏表示与粒子群优化算法的非平稳信号去噪研究 被引量：14
5
作者 叶华 谭冠政 +4 位作者 李广 刘晓琼 李晋 周聪 朱会杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期318-325,共8页
非平稳信号的去噪是信号处理中的热点和难点。文中以冲击原子作为稀疏表示基,构建了仅对人文噪声敏感的冗余字典。并使用粒子群优化算法对匹配追踪算法进行优化,提出了基于稀疏表示与粒子群优化算法的非平稳信号去噪方法。为检验方法的... 非平稳信号的去噪是信号处理中的热点和难点。文中以冲击原子作为稀疏表示基,构建了仅对人文噪声敏感的冗余字典。并使用粒子群优化算法对匹配追踪算法进行优化,提出了基于稀疏表示与粒子群优化算法的非平稳信号去噪方法。为检验方法的有效性,论文首先进行了针对性的仿真实验。然后将所述方法用于实测的大地电磁信号处理。结果表明,所述方法可以在保留有用信号的前提下,有效分离出类充放电噪声、脉冲噪声以及其它多种不规则噪声,显著提高非平稳信号的信噪比。 展开更多
关键词 稀疏表示 非平稳信号 粒子群优化算法 噪声衰减 冗余字典
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测试系统中非平稳信号的时频优化小波包检测算法 被引量：12
6
作者 边海龙 陈光 +1 位作者 李林 苏义脑 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期498-502,共5页
非平稳信号为测试系统所测试分析的主要目标之一。对于这些信号传统的检测方法(例如:傅里叶变换)不能起到有效的分析作用。小波包变换是非平稳信号分析的常用工具。Shannon小波函数是现有的单小波家族中唯一能够对信号频域进行严格划分... 非平稳信号为测试系统所测试分析的主要目标之一。对于这些信号传统的检测方法(例如:傅里叶变换)不能起到有效的分析作用。小波包变换是非平稳信号分析的常用工具。Shannon小波函数是现有的单小波家族中唯一能够对信号频域进行严格划分的小波函数,但是由于其时域的非紧支性限制了其应用。本文通过对Shannon小波函数的时频联合优化,改善了其在非平稳信号检测过程中的性能;首先在时域上,改写其时域表达式,并保留其频域的紧支性,提升了其时域的紧支性;其次在频域上,提出了对Shannon小波函数频域滤波器的插值算法,改善其频域的滤波性能;再次,通过牛顿插值法给出了算法的快速实现;最后,做出了仿真实例。结果表明,通过本文的算法,改善了Shannon小波包变换的性能,使其成为测试系统关于非平稳信号检测的有效手段。 展开更多
关键词 Shannon小波包变换 时域提升 频域插值 非平稳信号检测
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非平稳信号的一种ARMA模型分析方法 被引量：15
7
作者 张海勇 马孝江 盖强 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第7期992-996,共5页
该文提出了一种新的非平稳信号的时变参数ARMA模型分析方法,用它分析数据需两个基本步骤:首先,用一种信号分解方法把信号分解成一些基本模式分量。接着,对分解得到的基本模式分量建立时变参数ARMA模型,从而得出时颇平面上的时变参数ARM... 该文提出了一种新的非平稳信号的时变参数ARMA模型分析方法,用它分析数据需两个基本步骤:首先,用一种信号分解方法把信号分解成一些基本模式分量。接着,对分解得到的基本模式分量建立时变参数ARMA模型,从而得出时颇平面上的时变参数ARMA模型谱。该方法可用于复杂的非线性、非平稳信号的处理。 展开更多
关键词 非平稳信号 ARMA模型 模式分解 时变参数
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零相位数字滤波器在非平稳信号处理中的应用 被引量：17
8
作者 常广 鄢素云 王毅 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期49-56,共8页
研究零相位数字滤波器在进行非平稳信号滤波时的特点.选用一种典型带通零相位数字滤波器,以非平稳调幅信号作为滤波器输入,进行仿真分析.将零相位数字滤波器与小波包分解重构和经验模态分解方法的滤波能力进行了比较.探讨了零相位数字... 研究零相位数字滤波器在进行非平稳信号滤波时的特点.选用一种典型带通零相位数字滤波器,以非平稳调幅信号作为滤波器输入,进行仿真分析.将零相位数字滤波器与小波包分解重构和经验模态分解方法的滤波能力进行了比较.探讨了零相位数字滤波器在处理非平稳调幅信号时存在的过渡过程,及对滤波结果幅值和频率的影响.论述了滤波误差与滤波器参数、输入信号特性和信噪比等因素的关系.提出了分段零相位滤波器方法,改善了滤波器性能.最后,以一个实测的振荡信号对上述分析进行了验证.为在非平稳信号处理中,正确使用零相位数字滤波器提供了参考. 展开更多
关键词 数字滤波器 零相位 调幅信号 非平稳信号 分段零相位数字滤波
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基于时频分析的机械设备非平稳信号盲分离 被引量：13
9
作者 李志农 吕亚平 韩捷 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期354-358,共5页
针对传统的机械故障源分离方法忽略信号非平稳性的不足,结合时频分析和盲源分离的各自优点,提出一种基于时频分析的机械设备非平稳信号的盲分离方法,并与传统的机械故障源分离方法进行对比。实验结果表明,对于机械设备非平稳混迭信号,... 针对传统的机械故障源分离方法忽略信号非平稳性的不足,结合时频分析和盲源分离的各自优点,提出一种基于时频分析的机械设备非平稳信号的盲分离方法,并与传统的机械故障源分离方法进行对比。实验结果表明,对于机械设备非平稳混迭信号,必须充分利用信号的非平稳性,才能达到很好的分离效果。文中的研究为机械设备非平稳混迭信号的分离提供一种新方法。 展开更多
关键词 盲源分离 时频分析 故障诊断 非平稳信号
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非平稳信号的时变自回归建模及其在轴承故障诊断中的应用 被引量：6
10
作者 王国锋 罗志高 +2 位作者 秦旭达 冷永刚 常乐 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期558-562,共5页
基于时变自回归(TVAR)方法实现了非平稳随机信号的参数化建模,提出采用最小信息准则确定模型阶数.通过多分量线性调频仿真信号的时变谱估计,表明该方法分辨率高,没有交叉项的干扰,计算速度快.在仿真分析的基础上,应用参数化时频谱和BP... 基于时变自回归(TVAR)方法实现了非平稳随机信号的参数化建模,提出采用最小信息准则确定模型阶数.通过多分量线性调频仿真信号的时变谱估计,表明该方法分辨率高,没有交叉项的干扰,计算速度快.在仿真分析的基础上,应用参数化时频谱和BP神经网络方法进行滚动轴承故障信号的分类和辨识,并基于能量法对时频图进行特征提取.分析结果表明,时变自回归方法的拟合精度高,能有效提取轴承故障信号特征,同时结合神经网络能对故障进行准确诊断. 展开更多
关键词 时变自回归 非平稳信号 谱估计 神经网络
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往复式机械非平稳信号的混沌与分形 被引量：5
11
作者 赵吉文 俞巧云 +3 位作者 王建平 贾继德 孔凡让 李晓峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第6期637-642,共6页
为了研究往复式机械非平稳信号的非线性动力学特征,以内燃机主轴承的振动信号对其故障间隙的反映为例,在对主轴承受力分析的基础上,进行了模拟不同间隙的故障实验,获得了不同间隙下的振动信号,进一步应用混沌与分形方法研究了故障信号... 为了研究往复式机械非平稳信号的非线性动力学特征,以内燃机主轴承的振动信号对其故障间隙的反映为例,在对主轴承受力分析的基础上,进行了模拟不同间隙的故障实验,获得了不同间隙下的振动信号,进一步应用混沌与分形方法研究了故障信号的混沌性,通过计算信号的两个混沌特征量—关联维数和Kolmogorov熵,找出了主轴承间隙与关联维数及Kolmogorov熵之间的变化关系,印证了对该类型非平稳信号进行混沌与分形研究的可行性。 展开更多
关键词 往复式机械 非平稳信号 混沌 分形 内燃机 主轴承
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基于HHT的非平稳信号分析仪的研究 被引量：19
12
作者 汤宝平 钟佑明 程发斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期29-33,共5页
本文介绍了希尔伯特-黄变换(HHT)的原理,首先通过经验模态分解(EMD),信号被分解成一系列固有模态函数(IMF),再通过Hilbert变换得到每个IMF的瞬时频率(IF)和瞬时幅值函数,最终得到原始信号的IF分布和Hilbert谱。Hilbert谱是信号的时间-频... 本文介绍了希尔伯特-黄变换(HHT)的原理,首先通过经验模态分解(EMD),信号被分解成一系列固有模态函数(IMF),再通过Hilbert变换得到每个IMF的瞬时频率(IF)和瞬时幅值函数,最终得到原始信号的IF分布和Hilbert谱。Hilbert谱是信号的时间-频率-能量分布。为使HHT能有效分析非平稳信号,引入了改进HHT的方法,即在HHT过程中,将小波包变换(WPT)作为预处理器,外加IMF的筛选。采用虚拟仪器开发技术研制了一台基于HHT的非平稳信号分析仪。最后以HHT去噪为例,介绍了基于HHT的非平稳信号分析仪的应用。 展开更多
关键词 希尔伯特-黄变换 经验模态分解 虚拟仪器 非平稳信号分析仪
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基于Wigner-Ville分布的非平稳信号盲分离 被引量：8
13
作者 刘琚 杜正锋 梅良模 《山东大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期73-75,79,共4页
许多盲源分离方法限于非高斯、平稳且相互独立的源信号 ,在实际应用中往往会产生许多问题 ,因为自然界中的源信号通常不满足这些假设 .本文基于时频分析 ,通过利用信号的Wigner Ville分布 ,得出一种新的盲源分离方法 ,该方法能有效分离... 许多盲源分离方法限于非高斯、平稳且相互独立的源信号 ,在实际应用中往往会产生许多问题 ,因为自然界中的源信号通常不满足这些假设 .本文基于时频分析 ,通过利用信号的Wigner Ville分布 ,得出一种新的盲源分离方法 ,该方法能有效分离非平稳信号 . 展开更多
关键词 时频分析 WIGNER-VILLE分布 盲源分离 非平稳信号
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基于空间时频分布的非平稳信号盲分离算法性能研究 被引量：10
14
作者 马明 沈越泓 +1 位作者 牛英涛 孔昭煜 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期56-60,共5页
基于空间时频分布的盲信号分离算法可以用来分离具有不同时频分布的非平稳信号。Wigner-Ville分布(WVD)作为比较常用的时频分布,对合成信号存在交叉项,因而将WVD分布用于这种分离算法时,其分离性能并不好。理论上,大多数Cohen类时频分... 基于空间时频分布的盲信号分离算法可以用来分离具有不同时频分布的非平稳信号。Wigner-Ville分布(WVD)作为比较常用的时频分布,对合成信号存在交叉项,因而将WVD分布用于这种分离算法时,其分离性能并不好。理论上,大多数Cohen类时频分布可以抑制交叉项并且保持时频聚集性,因此,Cohen类时频分布可以在TFBSS中取得更好的分离性能。分析了各种常用的Cohen类时频分布对交叉项的抑制性能和对盲源分离性能的影响,理论分析和仿真结果表明:通常情况下,在时频盲源分离算法中,采用Born-Jordan分布、Choi-Willimams分布、Butterworth分布、广义矩形时频分布、减小交叉项分布、平滑伪WVD、ZAM分布、Mar-genau-Hill谱图时频分布和伪WVD分布时的盲分离效果优于采用WVD。 展开更多
关键词 空间时频分布 盲源分离 非平稳信号
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基于时频域单源区域的延迟欠定混合非平稳信号盲分离 被引量：8
15
作者 陆凤波 黄知涛 姜文利 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期854-858,共5页
针对衰减-延迟欠定混合信号的盲分离问题,提出了基于子空间分解的时频域上单源区域检测方法,估计出信号在时频域上的单源区域以及相应的特征向量,然后利用系统聚类法对单源区域对应的特征向量进行聚类分析,估计出源信号数目以及混合矩阵... 针对衰减-延迟欠定混合信号的盲分离问题,提出了基于子空间分解的时频域上单源区域检测方法,估计出信号在时频域上的单源区域以及相应的特征向量,然后利用系统聚类法对单源区域对应的特征向量进行聚类分析,估计出源信号数目以及混合矩阵,最后通过改进的基于子空间投影算法完成源信号的恢复.仿真结果表明本文算法提高了混合矩阵和源信号的估计性能. 展开更多
关键词 欠定盲分离 衰减-延迟混合 非平稳信号 单源检测
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基于非平稳信号组合分析的故障诊断方法 被引量：7
16
作者 陈哲 胡玉其 +2 位作者 田世庆 陆慧敏 徐立中 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期187-195,共9页
鉴于深度学习、频谱、时频分析方法间的优势互补,设计了由卷积网络、傅里叶变换和小波包分解组合的多流分析处理框架,对非平稳信号进行组合分析。提出了一种基于非平稳信号组合分析的故障诊断方法,提取信号的多属性特征并加权融合。应... 鉴于深度学习、频谱、时频分析方法间的优势互补,设计了由卷积网络、傅里叶变换和小波包分解组合的多流分析处理框架,对非平稳信号进行组合分析。提出了一种基于非平稳信号组合分析的故障诊断方法,提取信号的多属性特征并加权融合。应用于故障诊断的实验结果表明,所提出的信号组合分析方法能够更加稳定、准确地刻画故障类型,在不显著增加计算复杂度的前提下有效提高了故障诊断的分类准确率。 展开更多
关键词 非平稳信号 故障诊断 信号处理 深度学习 特征融合
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非平稳信号分析的广义解析模态分解方法 被引量：7
17
作者 郑近德 潘海洋 程军圣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1458-1464,共7页
现有的非平稳信号分析方法都有各自不同的缺陷,短时傅里叶变换的时频分辨率受不确定性原理的限制,希尔伯特黄变换存在端点效应和模态混叠,易导致模糊的时频分布;解析模态分解只适合分析频率恒定的多分量信号;针对包含多个时变模态、特... 现有的非平稳信号分析方法都有各自不同的缺陷,短时傅里叶变换的时频分辨率受不确定性原理的限制,希尔伯特黄变换存在端点效应和模态混叠,易导致模糊的时频分布;解析模态分解只适合分析频率恒定的多分量信号;针对包含多个时变模态、特别是频谱重叠的非平稳信号,本文提出了一种新的信号分析方法——广义解析模态分解(Generalized Analytical Mode Decomposition,GAMD).GAMD通过广义傅里叶变换将时变频率转换为频谱可分的,采用解析模态分解对其分解,再对得到的单分量信号进行逆广义傅里叶变换即可得到原始信号的分量.因此,GAMD非常适合分析时变的非平稳信号.通过仿真信号将GAMD与短时傅里叶变换和希尔伯特黄变换等方法进行了对比,结果表明GAMD方法的分解效果更精确,时频分辨率更高. 展开更多
关键词 时频分析 广义傅里叶变换 解析模态分解 经验模态分解 非平稳信号
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基于短时傅里叶变换检测非平稳信号的频域内插优化抗混叠算法 被引量：18
18
作者 边海龙 陈光 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期284-288,共5页
非平稳信号的分析越来越受到人们的重视。短时傅里叶变换(STFT)是一种线性变换,避免了其他高次型非平稳信号分析方法中出现的交叉项的干扰,是分析非平稳信号的有力工具。短时傅里叶变换的基本思想是利用一个固定大小的滑动的窗口函数对... 非平稳信号的分析越来越受到人们的重视。短时傅里叶变换(STFT)是一种线性变换,避免了其他高次型非平稳信号分析方法中出现的交叉项的干扰,是分析非平稳信号的有力工具。短时傅里叶变换的基本思想是利用一个固定大小的滑动的窗口函数对信号进行分析,并假定信号在窗口内是平稳的,因此加窗变换所固有的混叠现象在短时傅里叶变换中依然存在。本文基于频域插值的思想,提出了基于频域内插抗混叠短时傅里叶变换的算法,首先分析了混叠产生的物理本质,然后以汉明窗为基础构造了频域内插的方法,并利用牛顿插值法得出插值的迭代求解方法,最后给出内插优化算法步骤。仿真实例验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 短时傅里叶变换 内插 非平稳信号检测 抗混叠 迭代算法
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非平稳信号度量方法综述 被引量：10
19
作者 陈喆 王荣 +2 位作者 周文颖 殷殷 殷福亮 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2017年第4期667-683,共17页
非平稳性度量是非平稳信号处理中的重要课题。尽管已有的度量方法在原理上有较大差异,缺少统一的理论框架和度量标准,但这些非平稳信号度量方法都在其相应领域发挥了重要作用。本文对随机信号非平稳度量方法进行了综述,系统地总结、归... 非平稳性度量是非平稳信号处理中的重要课题。尽管已有的度量方法在原理上有较大差异,缺少统一的理论框架和度量标准,但这些非平稳信号度量方法都在其相应领域发挥了重要作用。本文对随机信号非平稳度量方法进行了综述,系统地总结、归纳了不同领域现有的随机信号非平稳性度量方法,包括基于统计量和动力学参数的时域方法、时频域参数方法、信号建模参数方法以及特定类别信号的非平稳性度量方法,给出了各种度量方法的应用,并展望了非平稳性度量的未来发展方向。 展开更多
关键词 非平稳信号 非平稳性度量 时频表示 非线性 周期平稳
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改进非平稳信号的分析方法 被引量：4
20
作者 王波 杨建宇 熊金涛 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期9-11,34,共4页
研究了WVD和短时傅里叶变换两种时频分析方法的优势和局限性,从两种方法的定义出发,分析了两者间存在的联系,通过构造窗函数,提出一种改进的非平稳信号分析方法,并进行了相应的计算机仿真,结果表明信号的时频特性得到了改善,该方法还适... 研究了WVD和短时傅里叶变换两种时频分析方法的优势和局限性,从两种方法的定义出发,分析了两者间存在的联系,通过构造窗函数,提出一种改进的非平稳信号分析方法,并进行了相应的计算机仿真,结果表明信号的时频特性得到了改善,该方法还适用于多分量非平稳信号的分析。 展开更多
关键词 时频分布 非平稳信号 调频信号 参数估计
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