平滑伪Wigner-Ville分布在电气设备局部放电信号分析中的应用

为了有效分析电气设备局部放电信号基于时域和频域的联合特性,本文采用平滑伪Wigner-Ville分布对放电信号进行时频分析,有效解决了Wigner-Ville分布中存在交叉干扰的问题。为了验证平滑伪Wigner-Ville分布的有效性,本文分别采用Wigner-Ville分布和平滑伪Wigner-Ville分布对局部放电信号进行分析。实验结果表明,平滑伪Wigner-Ville分布可以有效分析局部放电信号的时频特性。     

冲击电压下SF6气体在极不均匀场中局部放电的时频特征

为了研究冲击电压下GIS腔体内绝缘缺陷局部放电的发生发展机理,采用短时傅里叶变换(STFT)、伪Wigner-Ville分布和Gabor分布理论,对标准负极性操作冲击电压下SF6气体在极不均匀场的局部放电光信号和电流信号的时频特征进行了分析.结果表明:STFT、伪Wigner-Ville分布和Gabor分布均能有效提取放电信号的时频特征,但Gabor分布具有较好的时频聚集性,不具有交叉干扰项,且对信号的时频特征的刻画最为细致,而STFT的时频聚集性较差,伪Wigner-Ville分布则存在固有交叉干扰项;冲击电压下局部放电光信号和电流信号在时频平面的分布不同,光脉冲的能量上升到峰值的时间要小于电流脉冲.     

大电机线棒超宽频带局部放电信号的时频特性研究

利用开发的超宽频带局部放电测试系统,研究了退出运行的300MW汽轮发电机定子线棒和780kW电动机线棒的超宽频带局部放电特性。运用联合时频分析技术,分析了这些放电信号的时频域特征,发现线棒的局部放电时域信号包含着丰富的高频分量,其直线部分和“R”部分的主放电特征峰出现的位置比较相似。同时,还发现随着老化程度的加深,放电时延缩短,在时频联合域上能量密度向高频方向移动。该发现为今后评估电机线棒的绝缘寿命提供了一种新的方法。     

基于正弦模型的语音识别时频特征

为改善语音识别系统的性能,采用时频分布参数来描述语音特征。由于时频分布参数考虑到语音信号内在的非平稳特性,因此能够更准确地描述语音信号的时频特性。对基于正弦模型的多种时频参数(能量谱和幅度加权瞬时频谱)进行了比较,并在基于隐马尔可夫模型的连接词语音识别系统中进行了实验仿真。结果表明,单独采用时频分布参数作为ASR的前端特征并不能改善识别率;而采用标准ASR特征和能量谱时频特征的联合前端特征,可以有效地改善语音识别系统的识别效果。     

基于自适应最优抛物线核函数的Wigner-21/2维时频表示算法

针对低信噪比条件下非平稳、非线性和非高斯信号的时频特征分析,提出了一种基于自适应最优抛物线核函数的Wigner-212维时频表示算法.采用依赖于特定时频点的二维时频局部模糊函数替代传统Cohen类高阶时频分析中通用的全局时频模糊函数;利用自适应核处理技术获得局部模糊函数的最佳抛物线核函数,以最大限度地抑制交叉项的影响,提高算法的时频分辨率和信号自适应性;通过合成信号和水声信号的仿真实验进行时频分析,并与现有时频算法加以对比.结果表明,在低信噪比条件下,所提出算法对瞬态信号的检测优势明显,能够取得优良的时频特征解析效果.     

电力变压器局部放电特高频信号外部传播特性研究

针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频(UHF)电磁波信号的现象,在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上,探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性,并通过实验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性,通过对信号进行小波包分析,比较了外部接收和内部接收信号的差异.结果表明,特高频电磁波可以透过变压器箱体接缝衍射出来,且频两者谱能量分布并非完全一致,外部检测到的特高频信号距离接缝的远近具有不同的表现形式,强度随着变压器箱体缝宽增大而增大.研究工作为变压器局部放电外部检测提供了理论指导.     

信号的时频分析评述

从信号的时频局部化分析着手，分析了傅里叶变换在信号分析中的重要作用，指出傅里叶交换在刻划信号的时间信息和频率信息上的矛盾所在．比较了加窗傅里叶分析的优缺点，由于其分析所加的时频窗口有确定的时宽和频宽，所以不能敏感地反映信号的激烈变化程度．对前沿领域小波变换作了理论探讨，小波变换理论灵活的“变焦”特性，为信号的时频局部化分析提供了一条切实可行的方法．     

基于时频平面脊信息提取的间谐波分析新方法

针对电力系统间谐波分析的局限性,提出一种基于时频平面脊信息提取的间谐波分析新方法.该方法首先基于自适应最优核时频分布理论得到间谐波信号的时频分布,然后进行时频平面脊信息的提取,从而得到各间谐波分量频率随时间变化的特征.同仅采用时频分布刻画间谐波信号时频分布特性相比,该法具有更高的时频分辨率及更强的信息可读性.仿真及实测数据分析结果表明：该方法表现出很高的时频聚集性,且不受交叉项的影响,清晰地刻画出各间谐波分量的时变性特征,对各频率分量相隔较近的信号仍然有效.     

基于S变换与奇异值分解的局部放电信号去噪方法

根据白噪声在S变换域服从2分布且平均功率谱与频率成正比的特点,提出了基于S变换与奇异值分解(SVD)的局部放电(PD)信号去噪方法。首先对带噪PD信号进行S变换,得到时频矩阵;接着利用SVD与奇异值差分谱理论,确定PD信号发生的时间与个数,得到白噪声区域;然后通过构造与频率成正比的线性方程,采用硬阈值法对时频矩阵进行处理,完成PD信号的第一次去噪;最后利用SVD对PD信号进行第二次去噪。仿真和实测信号的分析结果表明,文中方法的去噪效果优于小波阈值法,且该方法更简便快捷。     

基于时频分析的海洋激光探测信号检测与识别

针对机载海洋激光探测系统接收信号中噪声的非平稳性及与信号的相关性问题 ,利用信号的 Gabor展开在时间和频率域局部化信号的能力 ,对信号进行时频相关检测和分析 ,提出了一种基于时频分析的相关检测方法以及基于时频特性描述的信号分析和识别 .实验结果表明该方法是一种抗噪性能强 ,自适应性能好的弱信号检测与识别方法     

离散时间域的Gabor谱分析及其在语音处理中的应用

把Ｇａｂｏｒ谱应用于离散时间域，对典型信号进行处理和分析，并与短时傅里叶变换和离散Ｗｉｇｎｅｒ分布相比较，证明了离散Ｇａｂｏｒ谱不仅在时频域具有和离散Ｗｉｇｎｅｒ分布相同的高分辨率，优于短时傅里叶变换，而且能有效地消除离散Ｗｉｇｎｅｒ分布中交叉干扰的影响．文中还进一步应用离散Ｇａｂｏｒ谱，对汉语语音信号进行了处理，结果表明它可以较好地描述语音信号频谱的时变特性，为语音识别和话者识别开创了一种新的途径．     

心音信号的短时傅立叶变换分析

心音信号是一种典型的非平稳信号,短时傅立叶变换(STFT,又称窗口傅立叶变换)是用于对非平稳信号进行时频分析的有效工具.在用STFT分析心音信号时,窗口宽度的选择是非常重要的.一方面,要使用尽可能窄的窗口来保证信号的局部平稳性,另一方面,要选用较宽的窗口来提高频率分辨率.如何处理这一矛盾就成了问题的关键.通过调整滑动时间窗的宽度,达到了比较满意的效果.首先用窄时间窗进行分析,频谱图具有高时间分辨率,得到了心动周期等时域特征参数.进而逐渐加宽时间窗,最后得到高频率分辨率的频谱图,可以看出各心音成分的频谱特征.实验结果表明,不同时频尺度的STFT分析可以很好地描述正常心音信号的时域和频域特征.     

外部传感器超高频GIS局部放电检测技术

针对GIS同轴结构中局部放电脉冲所激发电磁波的宽频带特征，设计出一种新型局部放电超高频检测非频变超宽带天线，用无限巴伦实现天线和传输线之间的阻抗匹配．由超宽带天线、宽带放大器、数字存储示波器和计算机组成外部传感器超高频局部放电检测系统，利用该系统对所建立的GIS固定微粒局部放电模型进行检测，并对局部放电源进行定位，实验结果表明，设计的天线满足GIS局部放电超高频检测要求，建立的系统可以方便地实现GIS局部放电检测和局部放电源的定位。     

时间反转超宽带系统的空间谱定位算法

根据超宽带无线电技术的电磁波定位原理,提出了一种超宽带空间谱定位算法,结合多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法并利用超宽带信号源的频带分割获取多频下的时反算子.仿真结果有效地验证了本文所采用的方法具有良好的定位成像能力.     

基于时频域特征的场景音频研究

随着人们对于场景音频研究的逐渐深入,现有的分析方式由于存在不能完整反映音频的声学特性等弊端,已经无法满足人们的需求。基于时频域特征的分析方式可以很好地解决这一问题,即通过提取场景音频的语谱图,使待分析信号中包含的声学事件得到完整保留,使其表现得更加直观。语谱图中包含着丰富的纹理信息,选取不同窗长,可分别得到场景音频的宽带语谱图和窄带语谱图。对比实验表明,窄带语谱图可以更好的反映出待分析信号中所包含声学事件的趋势、连续性及分布特征。因此对场景音频进行时频域特征分析更适合使用窄带语谱图。     

基于二级MZM相干调制实现高速长距离RoF通信

提出并计算机仿真证明了基于二级光电双臂相干调制及双二进制光信息编码技术实现超高速超长距离光纤微波传输(Radio over Fiber)的系统设计方案. 通过第一级光电双臂相干调制构建光双二进制信号,其信号占用频谱带宽比NRZ码降低50%. 通过第二级光电双臂相干调制加载40 GHz超高频载波信号,实现光纤微波传输. 计算机仿真结果分析表明：CW激光光源发射功率为0 dBm,经过多级EDFA光信号放大与色散补偿光纤,在色散系数为17 ps/(nm·km),衰减系数为0.2 dB/km的标准单模光纤中单通道传输,系统码元传输速率可达40 Gb/s、传输距离1 500 km以上.     

直接序列扩频超宽带信号分析

介绍了UWB通信的定义，分析了作为UWB信号载体的高斯信号的时频域特性，说明该信号适合于UWB通信系统。推导并分析了DS-UWB信号的功率谱，指出DS-UWB信号的功率谱是由发送脉冲信号的频谱和编码频谱共同决定。并且用计算机进行仿真，证实了伪随机码周期越长．频谱越平坦。     

超宽带信号在波导中传播的FDTD分析

用时域有限差分法(FDTD)对超宽带(相对带宽>25%)信号在矩型波导中的传播情况进行分析,给出了超宽带信号在矩型波导中传播时的时域波型及其频谱的变化情况。研究表明超宽带信号在矩型波导中传播时会出现失真,而且传播距离越远,失真越大。     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

基于希尔伯特-黄变换周期平稳类微弱故障信号检测

在希尔伯特黄变换可以将振动信号分解为有限的模式函数的基础上,针对周期平稳类微弱故障信号难以检测到的问题,对信号进行经验模式分解,然后对本征模式函数进行希尔伯特变换;接着通过希尔伯特谱对多频信号中的弱信号和仿真齿轮裂纹弱故障信号分析,得出多频信号中弱信号成分和其时间分布以及调相频率;最后分析滚动轴承损伤弱故障,从希尔伯特谱中可以分析时频和振动量的分布情况,进而提取故障特征,分析出故障;表明希尔伯特谱对周期平稳类微弱故障信号具有一定的分析能力.