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.     

非零均值乘法噪声背景下二维谐波自耦合分析

利用二维循环统计量方法对二维平稳乘性噪声与二维平稳加性噪声共存情况下的二维谐波的自耦合问题作了分析。定义了二维时间平均多矩谱和二维比例多周期图算法，运用该算法讨论了二维谐波频率对的^阶自耦合问题。以提取出2次及3次耦合信号中参与自耦合频率为例进行了仿真实验，结果表明：该算法能有效地提取出耦合信号中参与自耦合的频率。     

时频交叠LFMCW信号的PAHT检测与频移分离

为有效解决时频交叠周期LFMCW信号分离的难题,首先提出一种基于周期AHT(PAHT)的检测算法,通过对匹配函数进行改进,有效积累截获到的交叠多周期能量实现高概率检测,然后将PAHT积累得到的强信号解线调,根据此时的频率分布特性近似量化频率,估计频率量化点与信号频率的偏离差值,再通过频移改善窄带频域滤波分离信号的效果;最后利用IFFT恢复信号,依次循环完成交叠强弱信号的分离。仿真结果对算法的检测效果和复杂度进行了分析,并在验证分离效果的同时采取了两种方法对信号的滤波质量进行了评价,验证了其在低信噪比下的可行性。     

基于频域平滑循环周期图法的直接序列扩频信号的参数估计

根据直接序列扩频(DS-SS)信号的传输特点,将其建立为循环平稳模型.利用基于频域平滑的周期图估计了DS-SS信号的码元速率、载波频率、初始时间和初始相位,提高了参数估计精度.在循环谱密度函数的数字实现过程中,用频域平滑后的循环周期图估计循环谱密度函数,推导了在有限数据条件下循环谱的对称式周期图估计和频域平滑对称式周期图估计的方差表达式,分析了经过频域平滑后的DS-SS信号参数估计方差和估计精度.最后,仿真实验验证了算法的有效性.     

旋转机械振动信号的循环谱分析

依据循环平稳理论,建立了具有旋转特性的机械设备的信号模型,对其振动信号的二阶循环统计量的解调性能进行了分析.指出利用循环谱图及其轮廓图可以有效识地从复杂的机械振动信号中提取调制信号及载波信号的频率特征,为设备的故障识别及故障定位提供了依据.     

基于改进EMD的船舶液舱液位测量方法及数据分析

分析了自由浮态下提高液位测量精度的方法,然后针对采集到的非平稳液位信号,提出了一种改进的局部经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法进行滤波处理,去除信号中各瞬时频率成分,提取信号的平均趋势,并计算液位有效高度.仿真结果表明,采用改进后的局部EMD方法能有效地提高分解精度,实验数据的分析表明提出的液位测量方法是可行的,具有工程应用价值.     

二阶循环统计量在机械故障诊断中的应用

基于循环统计理论，对循环平稳信号进行处理，主要研究了信号的二阶循环统计特性，即循环自相关函数和循环谱密度，指出循环自相关函数不为零的循环频率对应着信号中的某些故障，并可以对调幅信号进行解调。通过循环频率扫描方法提取的调制源分布在循环频率域的低频段，其结果可用循环频率-频率-循环谱密度的三维图表示。用仿真信号对该方法进行验证，并应用于滚动轴承的内、外圈及滚动体的故障诊断，可以有效地分离出所对应的故障特征频率。     

齿轮局部损伤振动信号的循环平稳性分析

针对齿轮局部损伤故障振动信号的特点,在对其数学模型进行循环平稳性理论分析的基础上,定义并解释了幅值调制能量比系数概念及其算法.通过仿真分析,基于信号累积量的循环相关分析算法不仅能完整地保留信号中的周期成分,还具有较好地抑制加性平稳噪声的优点,利于幅值调制能量比系数指标的提取.实验表明,结合齿轮运转的样本数据,幅值调制能量比系数值随着齿轮局部损伤程度的加大而增大.该方法可以发现齿轮在运转中某轮齿发生的局部损伤故障及损伤程度.     

周期平稳故障信号分析

针对周期平稳故障信号的特点,给出了时域、频域、时频域分析以及统计理论分析方法.首先,利用周期平稳信号的特点,采用季节性模型,对周期平稳信号进行建模,并作预测预报;其次,采用循环平稳度、循环相关谱等周期平稳信号的特征量有效地获取其他方法难以获得的信息;通过实例给出了进化谱理论及其应用方法,结果表明进化谱在故障诊断中有着较好的分析作用;最后,采用时频域分析较好地分析出非平稳信号的各种尺度信号的特征.     

循环平稳度解调频原理分析及其在齿轮故障诊断中的应用

为了克服Hilbert变换解调频法容易受到端点效应、采样频率和噪声的影响而出现不稳定现象的缺点,提出了利用循环平稳度对调频信号进行解调分析的新方法.基于调频信号的谐波分解,对调频信号的循环自相关和循环平稳度函数进行了详细地推导.研究结果表明,循环平稳度不仅能够有效地对调频信号进行解调,而且还对加性平稳噪声具有较强的抑制能力,因此,基于循环平稳度的解调频方法将大大地提高分析结果的准确性.     

一种新的循环谱统计量频谱感知算法

为了提高认知无线电中感知用户对授权用户(主用户)的检测概率,提出一种新的基于循环谱统计量的主用户信号检测算法.该算法利用循环谱离散频域平滑方法,对信号的循环谱在循环频率处建立合理的检测统计量,然后求解得到对应不同虚警概率的判决门限,以使感知用户能检测信噪比更低的授权用户信号.该算法具有检测结构简单,易实现的特点.仿真结果表明,在高斯白噪声信道中,虚警概率为0.1,频域平滑累积次数为255,在信噪比为-16 dB的条件下,与Dandawate-Giannakis(DG)方法相比,本文算法的检测概率提高23%.     

一种基于多个循环频率的联合循环谱感知方法

认知无线电是提高频谱利用效率的一种有效途径,快速可靠地检测到主用户和频谱空穴是认知无线电实现的关键和前提.循环平稳检测是认知无线电中进行频谱空穴检测的可靠方法,可以在低信噪比时有效检测出授权用户是否存在.针对单循环检测不能充分利用信号所包含信息的缺点,提出了将Chair-Varshney数据融合准则的思想应用于循环频谱检测的改进算法,使用多个循环频率处的循环谱进行联合检测.仿真分析表明:改进算法充分利用了各单点循环频率上的循环谱信息,在低信噪比时有更好的检测性能.     

OFDM信号过采样率盲估计的新方法

针对低信噪比多径信道下过采样率估计性能低的问题,根据正交频分复用( OFDM)基带采样信号的频谱特性,提出了基于采样信号频谱逼近的过采样率盲估计方法.该方法首先利用改进的移动协方差方法估计信号的载波频率,采用修正的周期图平均法估计信号的功率谱;然后通过选择最佳的滚降系数,设计一个最佳余弦滚降滤波器,使余弦滚降滤波器的截止频率逼近信号的截止频率;最后根据过采样信号的频谱特性原理估计出接收信号的过采样率,实现了不同类型OFDM信号的过采样率的盲估计.仿真结果表明,在信噪比为-2 dB,多径信道条件下OFDM信号的过采样率估计的均方误差不超过0.2.可见该方法无需任何先验知识,在低信噪比多径信道下具有良好的估计性能.     

PSK信号的调制参数估计与识别

针对PSK信号,分析了BPSK信号和QPSK信号的谱相关特性,并通过计算机仿真了这2种信号的谱相关平面图（即循环频率一频率双频三维图）,提出了利用循环谱相关函数的截面图估计BPSK信号和QPSK信号的调制参数（即载频和码元速率）并识别这2种信号的方法．搜索最大峰值可估计信号的载频,计算最大峰值与次大峰值差可估计出信号的码元速率,通过仿真得到载频估计与码元速率估计的归一化均方误差,并根据谱相关特性设置阈值识别出BPSK信号和QPSK信号．该方法在低信噪比下也可达到很好的识别估计效果,适于雷达电子对抗信号识别估计的应用．     

OFDM系统中一种有效的定时和频偏估计方法

为了在没有任何导频信息的条件下,实现OFDM(orthogonal frequency division)系统中的符号定时和频偏估计算法.提出了一种重复训练后缀的OFDM信号结构,并给出了一种有效的符号定时和频偏估计方法.该方法对ZP(zero padding)-OFDM信号形式进行适当的改进,在不需要任何附加训练和导频信息的条件下,实现了符号定时和频偏的有效估计,与基于循环前缀的估计方法相比,该估计方法扩大了可估计的频率偏差范围,同时降低了运算量.     

基于改进循环谱的直扩信号检测方法研究

基于循环谱理论,根据直扩信号与平稳噪声具有不同的谱相关特性,可对直扩信号进行检测,分析循环谱包络在循环频域——谱频域上的分布,能实现载频及伪码速率的参数估计。在有限时间条件下,为实现更低信噪比情况下的信号检测,提出了集平均的频域平滑循环周期图的改进算法,避免了多维搜索,并对算法进行抗噪声性能及统计特性分析,理论表明具有进一步的抑制噪声水平。通过计算机仿真,说明了此法能在低信噪比情况下实现参数估计,并分别证明了数据长度及平滑点数对实验数据的影响,验证了理论分析的正确性。     

基于高阶循环统计量的频谱感知方法

根据高阶循环统计量（HOCS）具有的严格平稳特性,提出了一种基于HOCS的频谱感知方法.该方法利用渐近最优估计理论,构造了进行频谱感知的二元假设检验模型,推导了相应的检验统计量,得出了检测概率的闭式表达式.通过对感知算法所需实数乘法运算次数的比较,说明了该算法具有与能量检测（ED）几乎相同数量级的计算复杂度.仿真结果表明,相比传统的ED法和2阶循环统计量检测法（SCFD）,该方法具有良好的检测性能和抗同频干扰性能.     

旋转机械故障诊断的11/2维循环谱分析方法

首先介绍了谱相干及高阶循环累积量谱的定义,说明了高阶循环累积量谱具有的抑噪和相位保留的能力.但由于高阶循环累积量谱分析需要更长的时间序列,因此本文从循环谱相干定义出发,提出了利用1 1/2维循环谱区分线性与非线性特征的方法.指出1 1/2维循环谱分析方法,不仅保留了高阶循环累积量谱的抑制噪声、提取非线性耦合特征和分离循环平稳分量与平稳分量的能力,而且减少了所需时间序列长度,提高了监测的实时性,最后以非线性平方相位耦合信号和轴承故障信号为例进行了仿真验证.     

基于改进二阶循环平稳解卷积的轴承故障检测方法

针对涡轴发动机主轴轴承故障特征难以提取,背景噪声干扰大的问题,提出了改进二阶循环平稳解卷积(PSO-CYCBD)方法,用于提取强噪声背景下的故障特征频率.该方法采用粒子群优化(PSO)算法对二阶循环平稳解卷积(CYCBD)方法中的滤波器长度参数进行寻优.首先,基于故障轴承振动特点建立信号模型,然后用PSO算法对包络谱故...