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利用微分算子增强EMD算法频带分解能力

振动与冲击 2013年第18期32卷 133-135,145页

作者：刘海波玄志武 91550部队94分队

针对传统经验模态分解(EMD)方法中信号所含频率分量较接近易出现模态混叠现象,导致分解出的本征模态函数失去原有物理意义问题,提出改进算法。将原始信号频带信号微分;对微分信号进行EMD分解;将所得IMFs进行积分处理获得原始信号有效的I... 详细信息

针对传统经验模态分解(EMD)方法中信号所含频率分量较接近易出现模态混叠现象,导致分解出的本征模态函数失去原有物理意义问题,提出改进算法。将原始信号频带信号微分;对微分信号进行EMD分解;将所得IMFs进行积分处理获得原始信号有效的IMFs,能抑制EMD分解过程中的模态混叠现象。仿真计算与实际工程应用表明,该方法优于传统EMD算法,可有效分离频率接近的本征模态函数,扩大EMD方法的适用范围。

关键词：振动与波经验模态分解频带分解

采用互补滤波器组进行频带分解的欠定盲源分离方法

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电讯技术 2011年第6期51卷 82-86页

作者：冯涛朱立东电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都611731

为了有效估计混合矩阵并恢复出源信号,考虑到现实中的很多信号都是带限信号,提出了采用互补滤波器组进行频带分解的欠定盲源分离方法。该方法将接收的混合信号经互补滤波器组分离到不同的子频带,然后在每一个子频带分别估计混合矩阵进... 详细信息

为了有效估计混合矩阵并恢复出源信号,考虑到现实中的很多信号都是带限信号,提出了采用互补滤波器组进行频带分解的欠定盲源分离方法。该方法将接收的混合信号经互补滤波器组分离到不同的子频带,然后在每一个子频带分别估计混合矩阵进行常规的盲分离,利用聚类分析方法估计总的混合矩阵,最后把相关的分离子频带信号进行叠加以恢复出源信号。即使源信号数目远大于观测信号数,但只要保证在每一个子频带的信号数不大于观测信号数,该方法也可以有效地分离出源信号。最后通过仿真验证了该方法的有效性及良好的分离性能。

关键词：欠定盲源分离互补滤波器频带分解聚类分析

多约束鲁棒非负矩阵分解的冲击特征频带自适应分解方法

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西安交通大学学报 2024年

作者：梁霖崔旭军胡文昊代普淼西安交通大学仪器科学与技术学院西安交通大学机械工程学院

针对非负矩阵分解（NMF）在轴承故障的冲击振动频带分解中存在能量导向引起的频带混叠问题，提出了一种面向冲击故障频带自适应分解的多约束鲁棒非负矩阵分解方法。首先，采用β散度自适应加权的误差函数来避免信号未知分布引起的风险... 详细信息

针对非负矩阵分解（NMF）在轴承故障的冲击振动频带分解中存在能量导向引起的频带混叠问题，提出了一种面向冲击故障频带自适应分解的多约束鲁棒非负矩阵分解方法。首先，采用β散度自适应加权的误差函数来避免信号未知分布引起的风险，以信号频带数量作为分解秩的选择参考，通过对基矩阵施加正交约束实现自适应频带划分；其次，结合周期冲击响应时频谱的光滑频域和稀疏时域的特性，引入具有良好物理意义的光滑、稀疏约束，构建了面向振动时频谱的多约束鲁棒非负矩阵分解模型；最终，借助正则化技术和Stiefel流形优化方法设计了求解算法。仿真和实验结果表明，与多种NMF方法和典型频带选择方法相比，在面对缺陷引起的微弱冲击时，低频区间中往往存在着多种干扰源影响，而所提分解模型能准确提取出高频区间的冲击响应频带，避免了能量导向的传统频带分解方式不足，约束项的引入则有效地提升了NMF的求解结果，增强了NMF方法在冲击特征频带微弱时的辨识能力。

关键词：冲击特征频带非负矩阵分解多约束频带分解

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谐波小波解调法在齿轮箱故障诊断中的应用

重庆大学学报（自然科学版） 2011年第1期34卷 15-20页

作者：刘小峰彭永金李慧重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

在研究谐波小波频段分解与Hilbert解调分析的基础上,提出了基于谐波小波包变换的解调分析法,并详述了其具体实现过程。该方法根据齿轮箱频谱特征与齿轮箱故障特征频率的理论计算值,确定所需提取的特征啮合分量,并在此基础上选择谐波小... 详细信息

在研究谐波小波频段分解与Hilbert解调分析的基础上,提出了基于谐波小波包变换的解调分析法,并详述了其具体实现过程。该方法根据齿轮箱频谱特征与齿轮箱故障特征频率的理论计算值,确定所需提取的特征啮合分量,并在此基础上选择谐波小波包分解层数与所需提取的频带带宽;通过傅里叶变换及其反变换提取出相应的特征啮合分量,然后借助Hilbert算子对提取出的啮合分量进行包络解调分析。采用这种方法对存在磨损及点蚀故障的齿轮箱振动信号进行了分析,结果表明,基于谐波小波包的包络解调法具有精确提取任意频段调制信息的能力,能够为齿轮箱故障源的准确定位及故障程度提供可靠的判断依据。

关键词：谐波小波 Hilbert变换故障诊断频带分解包络解调

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两级学习目标的幂函数型神经网络建模

系统仿真学报 2017年第1期29卷 34-42页

作者：刘加存梅其祥杨东红广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 广东海洋大学数学与计算机学院广东湛江524088

为了得到泛化性好精度高的数学模型,提出了两级学习目标的频分幂函数型回归神经网络算法。本算法的网络结构依次为频带分解、输入层、隐含层和输出层。频带分解把输入信号分成数个频段,网络隐层的转移函数是幂函数型。输出层和隐含层都... 详细信息

为了得到泛化性好精度高的数学模型,提出了两级学习目标的频分幂函数型回归神经网络算法。本算法的网络结构依次为频带分解、输入层、隐含层和输出层。频带分解把输入信号分成数个频段,网络隐层的转移函数是幂函数型。输出层和隐含层都有学习目标,有局部和全局两路反馈;隐含层采用了基于矢量夹角的局部性梯度算法、输出层采用了具有全局性的线性回归算法。本算法的模型用于PID参数整定,先用修正的迭代学习算法得到控制量,再用有约束线性最小二乘优化算法求得PID参数。仿真结果表明,该神经网络泛化性好,精度高,调节品质优于传统整定方法。

关键词：泛化频带分解幂激活函数矢量角迭代学习 PID整定

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小波变换在有源电力滤波器谐波分析中的应用

计算机工程与设计 2009年第14期30卷 3472-3474,3477页

作者：梁东莺毛蔚深圳信息职业技术学院信息中心广东深圳518029 深圳信息职业技术学院学报广东深圳518029

为有效分析和解决有源阻抗变换,对使用小波变换检测谐波与间谐波的方法进行了研究,并在此基础上探讨了利用小波分析、研究时频阻抗的控制特性和频率特性的基本原理,提出了利用小波变换来分离谐波与间谐波的算法,并兼顾时域和频域的分辨... 详细信息

为有效分析和解决有源阻抗变换,对使用小波变换检测谐波与间谐波的方法进行了研究,并在此基础上探讨了利用小波分析、研究时频阻抗的控制特性和频率特性的基本原理,提出了利用小波变换来分离谐波与间谐波的算法,并兼顾时域和频域的分辨率。仿真结果表明,该方法不仅具有高分辨率特性,能较好地找出APF的时频阻抗特性,可以较好地分析谐波,以使其跟踪特性最优,为有源电力滤波器谐波抑制提供了可行的解决途径。

关键词：小波变换谐波分析电力滤波器频带分解仿真

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多域分析仪6GHz射频通道设计与实现

多域分析仪6GHz射频通道设计与实现

作者：唐昊德电子科技大学

学位级别：硕士

多域分析仪是一种能够从时域、频域、调制域等多个领域观察待测信号的新型仪器。射频通道作为多域分析仪中射频信号的输入调理电路,其性能好坏对多域分析仪的频域测量功能和指标有着决定性的影响。相对于传统频谱分析仪中的射频通道,它... 详细信息

多域分析仪是一种能够从时域、频域、调制域等多个领域观察待测信号的新型仪器。射频通道作为多域分析仪中射频信号的输入调理电路,其性能好坏对多域分析仪的频域测量功能和指标有着决定性的影响。相对于传统频谱分析仪中的射频通道,它的主要特点是通过固定频率的本振信号,将高于3GHz的信号下变频至采集系统奈奎斯特频率以内,直接进行采集,使系统具备宽带频谱捕获能力;又通过频带分解和分段混频的电路结构,将输入信号划分为4个频带重叠的子通路,拓宽了射频通道的工作频率范围,保证了最低1GHz的实时捕获带宽。论文对多域分析仪中的射频通道展开了研究,经过方案设计,电路仿真和实验验证,设计了一种9kHzGHz的射频通道,主要完成了以下工作:1、方案的设计验证。介绍了频谱接收机常见类型以及射频通道的关键性指标,然后根据项目整体框架和设计要求,提出了本次射频通道的总体设计方案,详细分析了各个电路模块的功能,通过ADS软件进行了通信链路仿真,验证了方案的可行性。2、射频通道硬件电路设计。在总体方案的基础上,完成了射频通道各关键电路的选型工作,设计实现了射频通道硬件电路,主要包括可变增益放大电路、低噪声放大电路、功率分配电路、混频电路、本振模块以及滤波器组。针对每个模块,阐述了电路设计要点。同时,给出了射频通道的电源方案和PCB设计原则。3、基于射频通道的幅度均衡器的设计。为了改善射频通道中直通路径频率响应不理想的缺陷,根据该路径的实测结果,设计了对应的幅度均衡器,分析了均衡器的数学模型和电路模型,通过原理图和版图联合仿真确定了各元件参数。经实物测试,验证了均衡器的频率补偿功能。最后,论文设计实现了多域分析仪9kHzGHz射频通道,对射频通道的关键指标进行了测试。其中直通路径可以实现最高3GHz的实时捕获带宽,输入驻波比在3GHz内不超过1.29,噪声系数15.16dB,达到了设计目标。

关键词：多域分析仪射频通道频带分解幅度均衡器

基于分数阶傅里叶变换和多尺度跟踪的边缘检测算法

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基于分数阶傅里叶变换和多尺度跟踪的边缘检测算法

作者：吕威骏郑州大学

学位级别：硕士

数字图像边缘检测是图像分割、图像识别以及特征提取等技术的前提和关键步骤,因此它是图像处理领域的重要内容和研究热点。有关数字图像边缘检测的算法目前已经存在多种,但是这些理论和算法仍然存在一些不足,如对某种噪声或在某种特殊... 详细信息

数字图像边缘检测是图像分割、图像识别以及特征提取等技术的前提和关键步骤,因此它是图像处理领域的重要内容和研究热点。有关数字图像边缘检测的算法目前已经存在多种,但是这些理论和算法仍然存在一些不足,如对某种噪声或在某种特殊环境下失去其检测效力、检测到的边缘存在断续现象等,正是这些不足一直促使着研究者在该领域的不断创新。本文针对图像边缘检测中受噪声影响的图像的边缘提取进行相应的研究,并将分数阶傅里叶变换(FRFT)这一新兴的时频分析理论应用到数字图像边缘检测算法的研究中。分数阶傅里叶变换不仅具有传统的傅里叶变换的优良特性,同时还具备了傅里叶变换所不具备的时频特性,展现出良好的灵活性,因此从傅里叶变换的应用出发,同样可以将其应用到图像处理领域中来。本文以数字图像的边缘检测为研究目标,所做的主要工作有以下三点:1.从数字图像边缘检测的基本概念出发,介绍了传统的和新兴的边缘检测算法,引入了常用的对边缘检测算法的检测效果进行评价的准则,并通过仿真实验对比分析了这些不同算法的优缺点。2.详细介绍了一维和二维分数阶傅里叶变换及相关的一些性质,并对其离散化算法进行了阐述。将频带分解的思想应用到分数阶傅里叶变换中,实现了信号在分数阶傅里叶域的频带分解,并得到一维和二维分数阶傅里叶域的频带分解的结构图,通过仿真实验说明了这种分解的性质,利用低频子带进行图像的重构。3.图像经过分数阶傅里叶域的频带分解后得到低频子带图像,用Sobel算子对该低频子带图像进行边缘提取,并将此边缘提取方法与图像在分数阶傅里叶域的多级频带分解(多尺度分析)以及边缘跟踪方法相结合,实现对图像的边缘检测。

关键词：数字图像边缘检测分数阶傅里叶变换频带分解多尺度边缘跟踪

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基于小波包变换的混联配电网故障定位方法

广东电力 2019年第1期32卷 100-108页

作者：陈志伟舒勤广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600 四川大学电气信息学院四川成都610065

通过改进现有基于行波模量速度差的单相接地故障定位方法,使之能够应用于参数复杂的架空线、电缆混联配电网。针对行波在混联配电网传播时突出的频散问题,通过小波包变换将行波分解到若干互不重叠的窄频带上,重构特定窄频带上的行波,从... 详细信息

通过改进现有基于行波模量速度差的单相接地故障定位方法,使之能够应用于参数复杂的架空线、电缆混联配电网。针对行波在混联配电网传播时突出的频散问题,通过小波包变换将行波分解到若干互不重叠的窄频带上,重构特定窄频带上的行波,从而更准确地标定各模量波头到达时刻。利用神经网络拟合故障距离与模量时间差的对应关系,结合故障点反射波头判定故障区段。该方法避免了复杂的波速度计算问题,提高了神经网络拟合的准确性。

关键词：混联配电网故障定位小波包变换频带分解神经网络