雙譜分析新方法及其工程應(yīng)用研究.pdf

1、雙譜是分析和處理非線性系統(tǒng)、非高斯過程、非最小相位系統(tǒng)的有力工具，在雷達(dá)、聲納、地球物理、生物醫(yī)學(xué)，圖像重構(gòu)，機(jī)械故障診斷，諧波恢復(fù)，陣列處理等多個(gè)領(lǐng)域中獲得了成功的應(yīng)用。然而，雙譜存在不足，如對非高斯類噪聲無能為力；另外，雙譜分析是定義在信號是平穩(wěn)隨機(jī)性的假設(shè)基礎(chǔ)上，而實(shí)際獲得的信號大量是的時(shí)變信號，因而，雙譜分析的應(yīng)用受到很大的限制，本文基于此不足，在傳統(tǒng)雙譜分析基礎(chǔ)上，對雙譜分析方法進(jìn)行了拓展，發(fā)展并完善了這一理論，并應(yīng)用到機(jī)械故

2、障診斷中，主要研究內(nèi)容如下： 1．介紹了傳統(tǒng)雙譜的定義、性質(zhì)、算法和物理意義，并深入分析了雙譜分析存在的缺陷，指出本論文進(jìn)行分析出發(fā)點(diǎn)及其進(jìn)一步研究必要性。 2．針對傳統(tǒng)雙譜分析方法從理論上僅能抑制高斯噪聲，但對非高斯噪聲是無能為力的不足，本文將小波變換和雙譜分析結(jié)合，提出了一種基于小波域雙譜分析方法，并應(yīng)用到滾動(dòng)軸承的故障診斷中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小波域雙譜優(yōu)于傳統(tǒng)雙譜，特別是在非高斯噪聲情況下。 3．小波域雙譜分

3、析方法中小波閾值法消噪閾值的選擇沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般憑個(gè)人主觀意志或相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來選取，這影響了小波閾值法消噪技術(shù)的推廣應(yīng)用，基于此，本文提出了小波包雙譜分析方法，利用小波包多分辨率分解技術(shù)對特征頻段進(jìn)行提取，加上干擾噪聲和所提取特征頻率一般不在同一頻段，該法不但可以有效消除噪聲的干擾，而且避開了小波閾值法消噪，把這一方法應(yīng)用到滾動(dòng)軸承的故障診斷中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。 4．針對工程中的循環(huán)平穩(wěn)信號，高階循環(huán)統(tǒng)計(jì)量理論應(yīng)用

4、到機(jī)械工程領(lǐng)域，闡述了循環(huán)雙譜的定義、算法和特點(diǎn)。利用了三階循環(huán)累積量對任何高斯和非高斯噪聲的不敏感性，運(yùn)用循環(huán)雙譜切片譜方法克服了傳統(tǒng)雙譜對非高斯噪聲無能為力的不足。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。 5．針對雙譜分析是以分析恒頻振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)信號作為前提條件的，對分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械中廣泛存在的變頻振動(dòng)信號(如旋轉(zhuǎn)機(jī)械升降速信號)是無能為力的缺陷，將階比雙譜引入到變頻振動(dòng)信號分析中，該方法將非穩(wěn)態(tài)信號按等轉(zhuǎn)角間隔進(jìn)行采樣，得到階域中的穩(wěn)定信