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面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究

基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的时频分析方法,被认为是近年来对以傅里叶变换为基础的线性和稳态谱分析的一个重大突破。本文结合“基于独立分量分析的旋转机械故障诊断新方法的研究”国家自然科学基金项目(50205025)和“基于CORBA分布计算策略构建远程监诊的新方法研究”省自然科学基金项目(501061),以面向大型旋转机械故障诊断的时频分析为目标,研究了该方法的基本原理和算法:针对其端点效应等不足,提出了新的数据延拓技术;针对EMD算法的精度和速度上的不足,提出了新的改进算法;设计和开发了基于EMD时频分析的软件系统;以模拟转子实验台为基础构建了实验系统,并进行了实验研究。本文的研究成果将为旋转机械信号处理与故障诊断,尤其是为非线性和非稳态的故障分析与诊断给出了一条新的途径。全文的主要研究内容如下:第一章论述了面向旋转机械故障诊断时频分析的研究意义;介绍了旋转机械故障诊断理论与  (本文共166页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南师范大学
河南师范大学

微动目标特征提取时频分析方法研究

随着制导系统的不断完善,假目标和诱饵能够表现出和真实目标几乎相同的特性,包括运动轨迹、雷达散射截面积、表面材料和几何特征等,使对非合作目标的识别变得越来越困难,这就使得雷达信号处理从尺度测量等单一功能转变为目标精细结构和运动特征测量。对雷达回波信号中提取目标的结构信息或者几何形状已经不能完全提取出有用的识别信息,需要利用目标独一无二的微运动特性(包括目标的振动、转动、翻滚和摆动等微小运动),微动对雷达信号的调制作用逐渐被重视,利用调制信号提取微多普勒特征参数,进而反演出目标的信息。我们知道,目标微动在雷达回波中表现出相位调制和频率调制现象。这种调制现象在时域中表现为信号有一定的边带,这些边带被称为微多普勒频率。通过一定的时频分析方法,将微动目标的频率与时间的关系反映在时频图上,而后在对时频面进行分析和处理,提取和分离出目标的瞬时频率,利用这些瞬时频率或者可以反演出目标的形状、结构、姿态、表面材料电磁参数、受力状态等。本文首先阐述...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国石油大学(北京)
中国石油大学(北京)

时频分析方法及其在地震信号谱分解中的应用研究

时频分析联合时间频率表示一维时间信号,是非稳态信号处理的重要工具之一。针对非稳态信号的特点,寻找新的时频分析方法,提高时频分析的精度是时频分析的主要研究内容之一。非稳态是自然界中信号的基本特征。例如:地震勘探中的地震信号、故障诊断中的机器震动信号、雷达信号等等。本论文首先采用切比雪夫正交多项式作为基函数,通过离散余弦变换,实现了信号的非稳态渐近表示。该方法将切比雪夫渐近展开式的系数表示为与时间相关的参数,得到信号随时间变化的频谱特征。通过数值试验,验证了该方法能够获得信号的时频特征。进一步,通过与常规时频分析方法对比研究表明:基于切比雪夫正交多项式的方法能够精确地表示信号的频谱特征。压缩小波变换是近些年提出的一种高精度的时频分析方法,该方法对小波变换进行压缩,进而使得信号的时频能量聚集在瞬时频率的周围,提高了时频分析的精度。同时本论文针对短时傅里叶变换,推导了压缩短时傅里叶变换的公式。在此基础上通过数值试验,验证了压缩短时傅里叶...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

广西师范学院
广西师范学院

基于多细胞基因表达式编程和时频分析方法的降水建模预测

降水是在多种因素共同影响下产生的重要气候现象,是大气循环的重要组成部分,随着全球变暖,各种不合理人类活动的加深,降水突变现象时有发生,其规律性越来越让人难以捉摸。而准确、及时的降水预测为地区水资源的开发管理以及预防洪涝灾害提供参考,对人们的日常活动和生产计划非常重要。但降水数据在不同影响因子共同作用下呈现非线性、非平稳性特性,并且在降水数据采集过程中或多或少的伴随一定的噪声,致使降雨预测困难,传统方法的预测效果难以满足社会大众的期望。随着人类对气象研究的重视,以及数据挖掘、智能计算理论和技术的提出和发展,越来越多的智能计算和数据挖掘技术被用来解决降雨预测问题,并且表现出比传统算法更好的效果。目前,广泛应用在降水建模预测中的神经网络方法和支持向量机算法可以对降水数据各影响要素之间的复杂关系进行有效的描述,但算法本身的结构和参数选定很难进行统一化,需要根据程序员的经验来选择确定,算法计算量又非常大,不利于大容量样本的训练学习;具有强...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

成都理工大学
成都理工大学

时频分析方法在地震资料处理中的研究与应用

在油气勘探中,由于地下地质构造的复杂性,目前的地震采集技术有可能导致地震有效信号和噪声干扰的混杂现象,这对于后期的资料处理会造成一定的影响。为了获取较为准确的有效地震信号和实现精细的储层刻画,地震资料去噪处理和时频域地震信号识别手段必不可少,这对于后期的资料解释和储层预测具有极其重要的作用。因此,通过时频分析方法将地震信号在时间域和频率域进行联合分析,不仅能有效去除噪声干扰,还能较为准确地刻画时变地震信号的瞬时振幅、瞬时频率等信息,用于获取地下地层重要的构造及岩性特征信息。目前常见的时频分析方法主要包括短时傅里叶变换(STFT)、小波变换(WT)、S变换(ST)和广义S变换(GST)。这些时频分析方法只能给出时间域与频率域的总体变化,无法直观地看出局部频率分量的分布情况,不能同时兼顾时间分辨率和频率分辨率,并且计算公式复杂,需要预先选取基函数。而希尔伯特黄变换(HHT)可以产生具有局部特性的瞬时频率属性,便于观察局部频率变换的情...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国煤炭地质》2017年04期
中国煤炭地质

修正S变换与常规时频分析方法的对比

地震信号往往是非线性、非平稳信号,基于平稳信号理论的常规傅里叶变换方法不能刻画任一时刻的频率成分,而时频分析技术能同时展示信号在时间域和频率域的局部化特征。修正S变换作为一种较新的时频分析方法,是针对S变换窗函...  (本文共7页) 阅读全文>>