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[小波] 非平稳的周期信号

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发表于 2015-1-11 16:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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什么是非平稳周期信号?大家都说内燃机因为工作过程中负载不一样造成转速不一样,因而辐射的噪声信号为非平稳周期信号,可以用小波分析进行分析。有谁可以具体介绍一下,什么是非平稳周期信号?谢谢;啊!
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发表于 2015-1-12 12:22 来自手机 | 显示全部楼层
非平稳是统计特征,那么是不是非平稳信号一定不会是周期信号,因为平稳性反映的就是时间分布上不重复性,如果会是周期信号,那么统计时间覆盖到这个周期就能得到平稳统计特征,接着就不能称非平稳了。也许我理解的不对,待大神出现。
发表于 2015-1-12 14:11 | 显示全部楼层
做伤损识别时看到过一些相关文章,我理解周期指的是内燃机特有的往复工作模式。论文《柴油机故障的振动特征提取及故障识别》的解释:
柴油机一个工作循环中由于汽缸内压力、运动机构惯性力等的周期性变化,导致了柴油机的非平
稳的冲击性振动。柴油机每个工作循环中相同时刻的受力基本一致,每个循环的振动基本相同。当多缸
同时工作时由于各缸的工作周期相差固定的角度,实际机体上的振动是各缸激发的周期性非平稳振动
的叠加,仍然具有周期性。因此,柴油机的振动是一种周期性的循环非平稳振动。
 楼主| 发表于 2015-1-12 14:23 | 显示全部楼层
chybeyond 发表于 2015-1-12 14:11
做伤损识别时看到过一些相关文章,我理解周期指的是内燃机特有的往复工作模式。论文《柴油机故障的振动特征 ...

谢谢你详细的解释,你说的那个论文我在知网上没搜到,但是我看很多关于内燃机降噪方面的文章,都有一些解释和你说的一样。谢谢啦!
发表于 2015-1-12 14:48 | 显示全部楼层
幸福花儿 发表于 2015-1-12 14:23
谢谢你详细的解释,你说的那个论文我在知网上没搜到,但是我看很多关于内燃机降噪方面的文章,都有一些解 ...

柴油机故障的振动特征提取及故障识别.pdf (264.38 KB, 下载次数: 4)
 楼主| 发表于 2015-1-12 15:54 | 显示全部楼层

振动工程学报,下来看看,04年的文章知网怎么没有收录啊
发表于 2015-1-15 20:11 | 显示全部楼层
个人理解是内燃机工作过程中速度不可能是绝对的匀速,即速度存在波动,这就导致信号从整体上说是非平稳的,但信号又是周期性的,所以称之为非平稳周期信号。这种信号的速度波动一般比较小
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发表于 2015-1-15 21:25 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
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发表于 2015-1-15 21:26 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
发表于 2015-1-15 22:00 | 显示全部楼层
这个概念,挺乱的。一般理解正弦余弦信号,为平稳周期信号。内燃机振动主要有,爆燃激励和活塞拍击激励等冲击信号,还有飞轮旋转造成的周期信号。所以,内燃机信号是平稳和非平稳信号的混合。现在分析手段,还是傅里叶,短时傅里叶和小波。其实,这三种方法的缺点都很明显。fft的缺点是无法反应出时间变量,最大的优点是具有最大的频率分辨率。短时傅里叶一定程度上弥补了时间分辨率的不足,但是由于在高斯窗函数之下的傅里叶基,分析高频时时间分辨率差,分析低频成分时频率分辨率差。同时,由于傅里叶基与内燃机信号的相似性较差,所以,形成的时频图乱糟遭的。小波,在不同尺度上采用了,不同时间宽的小波基,一定程度上弥补了短时傅里叶的不足,但是,,,,
发表于 2015-1-15 22:08 | 显示全部楼层
小波分析,一般选用morlet母函数,因为它能最大程度地接近内燃机冲击信号。在分析时,发现,效果也不尽如人意,在时频平面上总是一团一团的东西,很讨厌。偶尔有几个频率成分能看清。其实,这是由于内燃机在爆燃阶段,是一个非平稳的调频过程,并不是一个平稳过程。小波或者短时傅里叶,都是通过截取一小段振动信号,假设在这一段中信号是平稳的。爆燃过程是一个很短时间的事件,所选取的分析窗很难保证满足分析要求,再加上那个测不准原则。用平稳窗函数,分析调频过程,实际上得到的就是一团一团的东西,只能看清楚个大体的频率范围。所以,现有的这些比较成熟的工具方法,在分析内燃机信号时,总是捉襟见肘。但是,写论文就是另外一个套路了,只要能自圆其说,随便你怎么写都是可以被发表的。
发表于 2015-1-15 22:15 | 显示全部楼层
关于时频图中,由于内燃机调频成分,所形成的一团一团的东西。是由于,短时傅里叶与小波,都无法做到紧支撑。也就是说,无法同时满足很好的频率分辨率和时间分辨率。因此,利用短时傅里叶基与小波基做积分变换时(也可以理解为相关分析),只要有频率重合,时频图上就会出现一定的值,最终造成了一团一团的东西。
发表于 2015-1-15 22:43 | 显示全部楼层
研究内燃机的振动,有很多方法,信号处理只是其中一种,但是比较直观而已。国内,比较好的是浙大和天大,他们实验室条件很好。想好好地研究内燃机,有好的实验条件是必不可少的,比如倒拖法,声强法,算是比较有效且经典的方法,但是都需要花不少的钱买设备。从信号处理的角度,一般是振动(加速度、位移、速度)和声音(声压、声强),有时候会需要缸内压力信号,但需要测量轴的角度的传感器。等等。
 楼主| 发表于 2015-1-17 14:06 | 显示全部楼层
嗯,谢谢你的回复,我在网上下了论文,大部分都是浙大和天大的。
发表于 2015-1-25 13:26 | 显示全部楼层
既然是周期信号,就应该是平稳的。非平稳信号,就不是周期的。

个人理解,是否平稳与信号分析长度和采样频率有关。
在一个工作周期内,信号是非平稳的。
如果分析长度内包含多个工作周期,信号应该是多谐波的周期信号。
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