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某水下运载器机械振动信号的分析方法研究

某水下运载器机械振动信号的分析方法研究

作者：佟晓霞中北大学

学位级别：硕士

水下运载器通常是指潜艇、鱼雷等水下武器系统。机械噪声源是水下运载器的主要噪声源之一,它直接制约了水下运载器的战斗及生存能力。本文对水下运载器样机主要部件的不同型号进行各种组合后,在组合样机外表面布置加速度传感器并对采样... 详细信息

水下运载器通常是指潜艇、鱼雷等水下武器系统。机械噪声源是水下运载器的主要噪声源之一,它直接制约了水下运载器的战斗及生存能力。本文对水下运载器样机主要部件的不同型号进行各种组合后,在组合样机外表面布置加速度传感器并对采样信号处理,根据处理结果筛选出一组机械振动最小的一种组合样机。本文采集了水下运载器多种状态下的轴承振动信号,其滚动轴承的振动信号相当复杂,除反映有关轴承本身工作情况的信息外,还包含了大量样机中其它运动部件和结构的信息,因此如果仅仅只从时域或频域对滚动轴承的振动信号进行分析,很难发现故障前后的变化,而使用联合时频域的特性来识别这类信号,提供时频域的综合信息,无疑会提高诊断的准确性和可靠性,于是研究了时-频分析方法。本文采用时-频分析中的短时傅立叶变换、小波变换、Wigner-Ville分布、choi-williams分布方法具体分析了水下运载器样机的轴承振动信号,比较了短时傅立叶变换、小波变换、Wigner-Ville分布、choi-williams分布对非平稳信号的敏感性,并由分析结果选出最适合该水下运载器低噪声运行的轴承。

关键词：滚动轴承短时傅立叶变换小波变换 Wigner-Ville分布 choi-williams分布

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电能质量扰动的时频分析方法研究

电能质量扰动的时频分析方法研究

作者：郭晓婷河南科技大学

学位级别：硕士

随着科技的进步和现代经济的发展以及各种电子设备的广泛应用，人们对电能的需求量有所增加，而且对电能质量也有了进一步的要求。由于电力系统中的谐波、频率和电压波动等问题的存在，严重影响了电力系统的安全运行，因此，对电力系统... 详细信息

随着科技的进步和现代经济的发展以及各种电子设备的广泛应用，人们对电能的需求量有所增加，而且对电能质量也有了进一步的要求。由于电力系统中的谐波、频率和电压波动等问题的存在，严重影响了电力系统的安全运行，因此，对电力系统中的谐波、电压暂降、电压暂升、电压中断等电能质量问题的研究有着重要的意义。时频分析技术在近几年中迅速发展，并且在各个领域都受到关注。特别是双线性时频分析技术的优良特性——能量强度时频聚集性、频率边缘特性等，对分析非平稳、非线性信号作出了重大贡献。本文详细介绍了电能质量的概念及特点，描述了几种常见的电能质量扰动信号，总结了在信号处理中几种常用的时频分析方法。针对电能质量扰动信号的分析，本文提出了一种新的时频分析方法，即经验模态分解与choi-williams分布相结合的方法，并将此方法应用于对稳态电能质量扰动信号中的谐波信号和暂态电能质量扰动信号中的电压暂降、电压暂升、中断等几种常见的扰动信号进行仿真分析;验证该方法的有效性，提取扰动信号的特征信息;并将该方法与其他的时频分析方法作比较，结果证明该方法能有效的抑制二次型时频分布所产生的交叉项，并保留了二次型时频分布中其它的优良特性。最后，本文总结了传统的滤波方法，针对实际应用中存在的一些去噪问题，提出了一种基于经验模态分解与choi-williams分布相结合的去噪新方法。通过对经验模态分解得到的各个固有模态函数进行Hilbert变换，将每个固有模态函数转化为所需要的解析信号，从而可以在频域内继续分析;根据噪声信号的频率特性，把经验模态分解得到固有模态函数的高频成分滤去，并将低频成分分别进行choi-williams变换重构出原始信号的能量分布，这样能够得到非平稳信号完整的时频分布，瞬时频率的物理意义较清晰，时频聚集性较好。将此方法运用在电能质量扰动信号去噪中，验证了此方法具有很好的去噪效果。

关键词：电能质量时频分析经验模态分解 choi-williams分布去噪

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阵列声波测井信号时频特征研究

阵列声波测井信号时频特征研究

作者：宁琴琴吉林大学

学位级别：硕士

时频分析方法是处理阵列声波测井数据的有效手段,但不同时频分析方法特性不同,处理数据的效果也存在差异。为此,用经验模态分解（EMD）将单点的实测声波全波列分解为有限个固有模态函数（IMF）分量,用短时傅里叶变换、choi-williams分... 详细信息

时频分析方法是处理阵列声波测井数据的有效手段,但不同时频分析方法特性不同,处理数据的效果也存在差异。为此,用经验模态分解（EMD）将单点的实测声波全波列分解为有限个固有模态函数（IMF）分量,用短时傅里叶变换、choi-williams分布、平滑伪Wigner-Ville分布及重排谱图处理原始的声波全波列的前3个IMF分量,并从时间分辨率、频率分辨率和交叉项干扰三方面对比这四种方法的优缺点。结果表明:阵列声波测井信号通过EMD分解得到的IMF1分量主要包含纵波、横波信息,IMF2分量主要包含高频的斯通利波和伪瑞利波信息,IMF3分量主要包含低频的斯通利波信息。与对阵列声波测井信号直接进行时频分析处理相比,对EMD分解得到的IMF分量做时频分析处理可获得不同分辨尺度的信息,能更大程度地挖掘阵列声波测井信号中蕴含的信息;四种方法均无交叉项干扰影响识别模式波的问题,而重排谱图的时间分辨率、频率分辨率最高。通过时频边缘进行井段处理,对比了 IMF1、IMF2、IMF3分量的四种时频分布,进一步验证重排谱图的优势,且分析了不同流体性质储集层和不同类型裂缝地层的时频特征。由于时频边缘是通过累加时频分布值计算得到的,对识别能量偏低的纵波不利。因此,引入重排谱图的时间切片和频率切片,用于处理不同流体性质储集层和不同类型裂缝地层的前三个IMF分量。与时频边缘相比,综合分析不同时刻的时间切片和不同的频率切片,可得到时频边缘特征图中显示不出的信息,更细致地了解时频特征的变化。论文得到不同流体性质储集层以及不同裂缝类型地层的阵列声波测井信号时频特征:1、以干层波列的纵波、横波、高频斯通利波、低频斯通利波对应的波峰时间、主频、能量为基准,水层的纵波、横波能量衰减明显,高频斯通利波、低频斯通利波能量均有一定的衰减;油水同层的纵波和横波能量衰减的程度介于水层、油层之间,低频斯通利波衰减严重;油层的纵波、横波能量也出现衰减,但衰减程度没有水层大,高、低频斯通利波能量衰减则十分严重。2、与干层相比,水层的纵波、横波波峰时间有一定的滞后,油水同层的纵波波峰时间滞后、横波波峰时间延后,而油层纵波波峰时间滞后、横波波峰时间则无明显变化,水层和油层的高、低频斯通利波波峰时间变化均不明显。水层纵波、横波主频无显著变化,而油层的纵波主频无明显变化、横波主频降低,水层、油层的高、低频斯通利波波峰主频变化均不明显。由此可见,与干层相比,水层、油水同层和油层具有不同的时频边缘特征,可以利用本文的方法达到区分不同流体性质储集层的目的。3、与致密地层相比,发育中低角度裂缝的地层的纵波波峰时间滞后明显、主频变化不明显、能量下降;横波波峰时间延后明显、主频降低,能量发生衰减;高、低频斯通利波波峰时间基本无延后、主频基本未变、能量略有降低。4、与致密地层相比,发育高角度裂缝的地层的纵波、横波的波峰时间均有一定程度的延后,但没有中低角度裂缝地层明显。纵波主频无明显变动、横波主频降低。纵波、横波能量有所降低。高频斯通利波波峰时间延后,主频无明显变动,能量降低的程度高于中低角度裂缝地层。低频斯通利波波峰时间基本没有延后,主频基本无变化,能量变化不明显。由此可见,高角度裂缝对斯通利波中的高频成分影响更大。

关键词：阵列声波测井时频分析 EMD 重排谱图 choi-williams分布时频切片

噪音环境下基于时-频特征的生态环境声音的分类（英文）

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计算机与数字工程 2017年第1期45卷 8-14,106页

作者：余清清福建省闽南理工学院信息管理学院泉州362700

生态环境声音描述的是在一个时段里生态环境下各种生物发出的声音。对生态环境声音的研究可以用于监测野生动物随着时间进化的情况。由于生态环境中有各种各样的噪音,因此所研究的项目是基于噪音环境的生态环境声音识别。对于不稳定信号... 详细信息

生态环境声音描述的是在一个时段里生态环境下各种生物发出的声音。对生态环境声音的研究可以用于监测野生动物随着时间进化的情况。由于生态环境中有各种各样的噪音,因此所研究的项目是基于噪音环境的生态环境声音识别。对于不稳定信号,时频特征是潜在的很有用的特征。尤其是,当使用频域特征(如MFCCs)对带有噪音的声音进行分类失败的时候,时-频域特征能成功进行分类。因此,论文提出了一种用时频特征对噪音环境下的生态环境声音进行分类的方法。匹配追踪(MP)算法用于提取有效信号的时频特征。此外,在噪音环境下,choi-williams分布下提取的统计特征比其他的传统音频特征更有效。考虑到特征的有效性和分类器的鲁棒性,该文提出一种基于时频特征和支持向量机的分类模型(简称:MP+CWD-SVM)。实验证明,在噪音环境下,对生态环境声音进行分类,MP+CWD-SVM可以达到更高的分类正确率。结果显示时频特征和SVM分类器具有更好的抗噪性。

关键词：时-频特征匹配追踪 choi-williams分布生态环境声音

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正常心音的第一、第二心音频率检测

生物医学工程研究 2008年第2期27卷 114-117,120页

作者：陈洁张俊琦孙树平王海滨胡振华西华大学电气信息学院、四川省信号与信息处理重点实验室成都610039 解放军第452医院成都610072

为了观察心音的改变和心脏杂音的出现,从而分辨正常和异常心音,本研究针对第一心音和第二心音的频率特性进行了分析。我们分别采用小波变换和choi-williams分布两种方法对六例正常第一、第二心音和一例异常心音的频率特性进行了研究。... 详细信息

为了观察心音的改变和心脏杂音的出现,从而分辨正常和异常心音,本研究针对第一心音和第二心音的频率特性进行了分析。我们分别采用小波变换和choi-williams分布两种方法对六例正常第一、第二心音和一例异常心音的频率特性进行了研究。两种分析方法的实验结果表明：正常心音的第一、第二心音频率成份主要集中在20-100Hz以内,与文献中提到的频率范围十分相似,由此验证了这两种方法对心音频率分析的正确性及可行性。

关键词：心音小波变换归一化香农能量 choi-williams分布

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基于时频滤波技术的时间相位信号检测方法

无线电工程 2016年第12期46卷 31-34,42页

作者：张丹余义德王红萍中国人民解放军91550部队

针对时间相位调制信号检测困难的问题,从信号时频分析技术入手,提出了基于choi-williams分布的TPM信号检测方法。建立了TPM信号的choi-williams分布检测模型,对经过choi-williams分布后TPM信号的理论表达式进行了推导,在Matlab仿真环境... 详细信息

针对时间相位调制信号检测困难的问题,从信号时频分析技术入手,提出了基于choi-williams分布的TPM信号检测方法。建立了TPM信号的choi-williams分布检测模型,对经过choi-williams分布后TPM信号的理论表达式进行了推导,在Matlab仿真环境中对该方法进行了验证。仿真结果表明,choi-williams分布检测方法有效提高了系统的误码率性能。

关键词：时间相位调制 choi-williams分布时频分析滤波器

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基于小波时频分析的心音异常信号检测

电子设计工程 2015年第6期23卷 41-43,48页

作者：李炜黄倩武汉大学人民医院信息中心湖北武汉430060 武昌职业学院湖北武汉430000

利用小波时频分析知识,结合choi-williams分布及重排对正常心音信号和异常心音信号进行能量分布分析,运用matlab编程可以计算得到正常心音和异常心音信号不同的时频分布结构,从而可以很清晰的区分心音信号是否正常。时频分布操作简单,... 详细信息

利用小波时频分析知识,结合choi-williams分布及重排对正常心音信号和异常心音信号进行能量分布分析,运用matlab编程可以计算得到正常心音和异常心音信号不同的时频分布结构,从而可以很清晰的区分心音信号是否正常。时频分布操作简单,信号蕴含信息很强,可以通过连续观测结果分析,清楚的发现异常心音信号出现的时刻,从而进行及早的预判和相应治疗,对于心脏相关疾病的预防具有很好的指导作用。

关键词：心音信号时频分析 choi-williams分布 Matlab

基于时频分析方法的阵列声波测井煤层裂缝识别

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内蒙古煤炭经济 2023年第10期 184-186页

作者：常菊芹新疆天地源矿业工程技术有限公司新疆乌鲁木齐830000

煤层裂缝识别对煤层气勘探开发至关重要。在利用阵列声波测井进行裂缝识别时,单一的时间域或频率域无法同时得到信号的时间域和频率域信息。为此,本文结合分数阶Fourier变换和choi-williams分布,将之应用于阵列声波测井信号的分析,得到... 详细信息

煤层裂缝识别对煤层气勘探开发至关重要。在利用阵列声波测井进行裂缝识别时,单一的时间域或频率域无法同时得到信号的时间域和频率域信息。为此,本文结合分数阶Fourier变换和choi-williams分布,将之应用于阵列声波测井信号的分析,得到了信号中各组分波的分布规律。

关键词：阵列声波测井分数阶Fourier变换 choi-williams分布煤层裂缝