基于多分辨率同步提取变换的多分量非平稳信号时频分析

作者：牟令,覃英杰,易灿灿 日期：2024-06-27/span> 浏览：833 查看PDF文档

基于多分辨率同步提取变换的多分量非平稳信号时频分析*
牟令1,覃英杰2,易灿灿2*

(1.湖北能源集团 新能源发展有限公司,湖北 武汉 430069;
2.武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉 430081)


摘要:对多分量非平稳信号进行时频分析可以获得信号特征随时间的变化规律,揭示信号的瞬时频率、能量分布和频谱演化。采用传统的时频方法处理多分量信号时,受制于自身算法缺陷,无法对信号进行高分辨率时频表达。逐步衍生出的改进的时频方法,如同步压缩变换(SST)等，在处理噪声干扰下的强时变调频多组分信号时的效果仍然欠佳。调频变换(CT)相对于其他方法,在处理非平稳弱幅值分量时具有较强的适应性与噪声鲁棒性。针对非平稳弱特征信号的时频表示弱这一问题,对CT算法进行了研究。首先,对基于CT衍生出的多分辨率调频变换(MRCT)进行了理论分析;然后,为了进一步提高MRCT的时频分析能力,基于同步提取变换(SET)的原理对MRCT进行了优化,引入了同步提取算子(SEO),并提出了多分辨率同步提取调频变换(MRSECT);最后,为了验证MRSECT在处理复杂振动信号时的有效性,利用MRSECT对数值模拟信号与实验轴承故障数据进行了分析。研究结果表明:MRSECT能够有效提取非平稳信号的时频特性,Renyi熵值在模拟信号处理中提高了25%,其在处理实际轴承故障信号中提高了15.6%。相比于其他时频算法，MRSECT具有更高的时变特征信息提取能力。

关键词:同步压缩变换;调频变换;多分辨率调频变换;同步提取变换;同步提取算子;多分辨率同步提取调频变换

中图分类号:TH17文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)06-1116-11


本文引用格式:

牟令,覃英杰,易灿灿.基于多分辨率同步提取变换的多分量非平稳信号时频分析［J］.机电工程,2024,41(6):1116-1126.

MOU Ling, QIN Yingjie, YI Cancan. Time-frequency analysis of multi-component nonstationary signals based on MRSECT［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(6):1116-1126.