基于DTFT的共振解调技术及其在滚动轴承故障诊断中的应用

把离散时间傅立叶变换用于共振解调技术中共振解调信号的谱分析,利用信号的离散时间傅立叶变换可以得到任意高频率分辨率的谱线图,而不受采样点数的限制.对滚动轴承在外圈剥离、内圈剥离两种故障状态下的振动信号的分析表明,与基于FFT的共振解调技术相比,这种方法可以更有效、更准确地诊断出滚动轴承的故障部位.     

基于阶次双谱分析的齿轮故障诊断研究

针对齿轮箱升降速过程中振动信号非平稳的特点，将双谱分析技术与阶次谱分析相结合，提出了阶次双谱的齿轮箱故障诊断方法．首先对齿轮箱升降速瞬态振动信号进行时域等时间间隔采样，再对时域信号实行等角度间隔重采样，转化为角域平稳信号，最后对角域重采样信号进行双谱分析，就可提取齿轮的故障特征．通过对齿轮齿根裂纹故障实验信号的分析，表明阶次双谱分析能有效地诊断齿轮的裂纹故障．     

频率均匀随机波动信号采样方式对谱分析的影响

采用等时隙和等位置(相位)两种采样方法,对具有频率均匀随机波动的简单正弦信号进行了谱分析仿真对比．研究结果发现：采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差;采用等时隙采样方法,频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果．当频率随机波动水平较小时,会导致谱峰值的降低,当频率随机波动水平较大时,不仅会导致谱峰值的显著降低,而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线;通过提高等时隙采样方法的采样率,可以减小谱分析的误差．     

齿轮箱起动过程阶次倒双谱故障诊断方法

针对齿轮箱升降速过程中振动信号非平稳的特点,将常规的阶次分析与倒双谱技术相结合,提出了基于阶次倒双谱的齿轮箱故障诊断方法.首先对齿轮箱升降速瞬态信号进行时域采样,再对时域非平稳信号进行等角度重采样,转化为角域平稳信号,最后对角域重采样信号进行倒双谱分析,就可提取齿轮的故障特征.通过对齿轮齿根裂纹故障实验信号的分析,表明阶次倒双谱分析能有效地诊断齿轮的裂纹故障.     

齿轮箱升降速过程阶次倒谱故障诊断方法研究

齿轮箱升降速过程中的振动信号包含有重要的参考信息,研究该过程中的振动信号,有助于识别齿轮箱的故障.将常规的倒谱分析技术与阶次分析相结合,提出了阶次倒谱的齿轮箱故障诊断方法.首先利用重采样技术,将时域非平稳信号转化为角域平稳信号,最后对角域重采样信号进行倒阶次谱分析,就可提取齿轮的故障特征.实验分析结果表明该方法能有效地识别齿轮的故障类型.图8,表1,参8.     

用DFT分析正弦信号频谱时应注意的几个问题

从 DFT谱失真原因出发 ,分析了信号加窗和 DFT频域采样点数对 DFT谱的影响 ,指出了决定 DFT谱分辨率的主要是信号长度 ,即窗长度 ;在窗长度一定的情况下 ,窗类型也有影响 .而 DFT变换点数则决定 DFT谱与信号的 DTFT谱的接近程度     

基于多窗谱分析的船舶电机轴承故障检测方法

为解决船舶电机轴承故障检测中弱特征信号淹没在强噪声背景下难以识别的问题,提出一种基于多窗谱分析的故障检测方法.研究多窗谱分析在频率分辨率与方差间的权衡问题,确定了适用于电机轴承故障检测的最佳权衡值.以数据窗能量作为选择依据,消除了特征频率的根部泄漏,使特征频率易于识别.仿真结果表明,相比其他两种常用的频谱分析方法,多窗谱分析法在提取强噪声背景中弱特征信号方面呈现良好的性能.实验验证了多窗谱分析法的频率分辨能力以及实现电机轴承故障检测的有效性.     

由已知幅度谱及部分采样点恢复信号与采样频率的关系

恢复信号所需的已知采样点数占信号总长度的比例Ｐ与采样频率有关，在一定条件 下，提高采样频率，可使Ｐ远小于三分之一。已知的采样点可不限于从信号的第一点开 始，也不限于是一段连续的采样点。本文的研究结果扩大了信号重构方法的应用范围。 试验例子的计算机计算结果与理论分析相符。     

用DFT分析正弦信号频谱时应注意的几个问题

从DFT谱失真原因出发，分析了信号加窗和DFT频域采样点数对DFT谱的影响，指出了决定DFT谱分辨率的主要是信号长度，即窗长度；在窗长度一定的情况下，窗类型也有影响，而DFT变换点数则决定DFT谱与信号的DTFT谱的接近程度。     

频率均匀随机波动信号采样方式对谱分析的影响

采用等时隙和等位置(相位)两种采样方法,对具有频率均匀随机波动的简单正弦信号进行了谱分析仿真对比.研究结果发现:采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差;采用等时隙采样方法,频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果.当频率随机波动水平较小时,会导致谱峰值的降低,当频率随机波动水平较大时,不仅会导致谱峰值的显著降低,而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线;通过提高等时隙采样方法的采样率,可以减小谱分析的误差.     

周期平稳信号的抽样

探讨了周期平稳信号的抽样；推导了样值序列的周期自相关和周期谱，当周期频率为零时，它们分别等于时间平均自相关和时间平均功率谱。从这些自相关和谱当中，可以观察到周期平稳信号抽样的特殊性，这与平稳信号的抽样明显不同。     

非均匀DFT频谱泄漏抑制方法研究

针对不规则采样信号的谱估计问题,提出一种非均匀离散傅里叶变换频谱泄漏抑制方法,通过迭代非线性估计实现了非均匀采样信号离散傅里叶变换的计算.进行了数值计算试验,并给出了缺失数据重建的应用实例.计算结果表明,该方法能有效抑制非均匀离散傅里叶变换结果中的频谱泄漏,提高DFT频谱的分辨率.     

仓储粮食中害虫活动声的提取与频谱分析

以无规声源作为粮食中害虫爬行发声的理论模型，分别对20只黑菌虫（Alphitobius diaperinus Panzer）成虫在小麦中的爬行声和20只赤拟谷盗（Tribolium castaneum Herbst）成虫在玉米中的爬行声进行了数据采集．在Matlab下，对爬行声信号进行了再现．依据噪声特征，综合利用滤波器消噪和小波消噪提取出了明显的声信号．对信号的功率谱特征进行了分析，黑菌虫成虫在小麦中的爬行声频谱和赤拟谷盗成虫在玉米中的爬行声均是离散谱，前者频率最高1600Hz，主频在205Hz．后者主频在350Hz，最高频率800Hz．其结果表明，用爬行声功率谱特征可以区分粮食中害虫的种群．     

振动信号非整周期谐波分析的验证与改进

旋转机械轴系振动信号是以转速为基波的周期信号。传统旋转机械振动分析以转速作为基准,通过锁相倍频的方式对振动信号进行整周期采样及谐波分析。但是由于转速的变化,采样周期与转速周期不可避免的偏差,带来的采样误差严重地影响了数据分析的精度。本文对非整周期采样算法进行了试验验证,并加以改进和完善。将改进后的非整周期采样谐波分析法应用于旋转机械的振动信号数据采集及分析上,可以突破整周期采样的局限性,使谐波分析结果达到较高的相位和幅值精度。     

线性调频Z变换在信号频谱分析中的应用

由于快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）算法不能精确反应信号的局部频谱特性,对此,本文以按时间抽取（DIT）的基-2FFT算法为基础,并参考基于FFT的布鲁斯坦（Bluestein）算法,设计了新的信号频谱分析软件,用于对实序列采样信号做线性调频Z变换,即频率抽样处在Z平面上,可沿任意螺线做频率抽样的频谱分析方法.结合工程实践对相同采样点数的信号在0—50Hz频率段做频谱分析,由频谱图可以看到,采用线性调频Z变换算法远比采用FFT变换算法求得信号的频谱更精确.     

滚动轴承损伤类故障的一种精确诊断模型

为了实现对滚动轴承元件表面损伤类故障的早期精确诊断,并考虑到载荷分布及轴承运动的影响,从理论上提出了一种模型来分析用高频共振法进行滚动轴承故障诊断时得到的包络信号及其频谱图,并试验验证了该模型的正确性和可行性.     

基于Matlab GUI的离散信号谐波分析

通过分析周期信号的傅里叶级数和傅里叶变换的关系,为谐波分析提供理论依据。由于存在频谱泄露和栅栏效应,使用快速傅里叶变换(FFT)进行谐波分析时计算精度不高。为此,本文提出采用频域采样点数等于离散信号长度的离散傅里叶变换(DFT)进行谐波分析,可以有效的减小频谱泄露和栅栏效应带来的影响。通过模拟分析,验证了相比于FFT算法,该算法具有较高的计算精度。最后,基于该算法,使用MATLAB GUI制作了一款具有界面友好且便于数据处理的谐波分析软件,其中包含误差计算模块。利用该软件对多个信号进行谐波分析并计算误差,结果表明,误差的均方差和标准差均较小,由此进一步证实该算法是有效的。     

基于傅立叶分析的非均匀采样信号内插重构方法

针对实际采样过程中出现的采样非均匀性,从随机过程的角度研究非均匀采样信号的谱特性,提出频域均匀抽样傅立叶逆变换的非均匀时域采样信号重构方法。将非均匀采样信号描述为不均匀采样时刻冲激函数代数和的形式,利用傅立叶变换得到非均匀采样信号的频谱曲线,由采样时刻随机均匀分布的特点,得到反应原信号频谱特性的非均匀采样信号频谱数学期望,再由频域抽样理论重构原信号。MATLAB仿真实验验证了这种非均匀采样信号分析与重构方法的正确性,将这一研究成果应用到机械抖动激光陀螺输出信号处理中,得到了可靠的符合实际的机械正弦抖动幅频曲线并重构出激光陀螺正弦抖动机构的输出信号。     

厦门海域中华白海豚定位click信号特性

对厦门海域中华白海豚的发声及信号特性进行研究,采用高频宽带数据记录系统获取了大量中华白海豚click信号,并利用Matlab软件和Excel 2007对这些信号进行时域和频域分析.结果表明:click信号通常以不同长度的序列形式出现,单个click信号长度分布在(33±4)μs;频谱能量分布广,低频至10kHz,高频达200kHz以上,具有单峰和双峰2种频谱结构,峰值频率、3dB带宽和10dB带宽分别为(113.3±16.3)、(48.3±14.2)和(113.3±16.4)kHz.中华白海豚click信号双峰的频率分布,为其在海底混响严重的浅海环境准确识别目标提供了保障.