一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法，其步骤包括：步骤S1，利用一种基于信号导数归一化的瞬时频率计算方法初步估计信号的瞬时频率；步骤S2，利用一种基于解调技术的迭代时变滤波方法降低噪声对瞬时频率估计的影响，实现瞬时频率的准确估计；步骤S3，检验结果是否符合设定的阈值，不符合则令，继续执行步骤S1。其根据信号导数的时域特征初步计算瞬时频率，无需先验信息，是完全数据驱动的，采用迭代时变滤波降低噪声对瞬时频率估计的影响，具有较强的抗噪性能。噪性能。噪性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法


[0001]本专利技术属于振动信号处理
，具体涉及一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法。

技术介绍

[0002]振动信号分析是旋转机械设备状态监测和故障诊断的重要组成部分。在瞬变工况下，尤其是旋转机械加减速阶段，更容易从振动信号中发现早期故障的微弱特征。然而，瞬变工况下旋转机械的振动信号表现出与设备转速相关的非平稳特性，且严重受环境噪声污染。瞬时频率常用来刻画振动信号的非平稳特征。因此，在强时变工况和强噪声背景下，准确估计振动信号的瞬时频率对旋转机械故障诊断至关重要。
[0003]现有瞬时频率估计方法通常可分为两大类，即基于时域特征的瞬时频率估计和基于时频分布的瞬时频率估计。前者通过时域信号的相位差、极值点或零点的时刻差等时域特征估计瞬时频率，算法简单但易受噪声干扰且只适用于单分量信号。后者主要结合时频分布和脊线提取实现瞬时频率估计，结果可靠稳定且适用于多分量信号。常用的非参数化时频分析技术如短时傅里叶变换、小波变换、Wigner
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法，其特征在于，其步骤包括：S1,利用基于信号导数归一化的瞬时频率计算方法初步估计信号的瞬时频率：S1.1,输入非线性调频信号，将其建模为一个调幅
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调频信号，并进行初始化，即n=1，，为瞬时频率迭代初值；S1.2,对非线性调频信号求导以增强信号高频成分，对增强后的非线性调频信号进行归一化，获得纯调频信号；S1.3,对纯调频信号进行反余弦运算和求导获得第n次循环的瞬时频率；S2,判断第n次循环的瞬时频率和n
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1循环得到的瞬时频率的相对误差是否小于阈值，若小于阈值则认为当前瞬时频率为瞬时频率估计结果，循环终止；否则，执行步骤S3；S3，利用基于解调技术的迭代时变滤波方法降低噪声对瞬时频率估计的影响，实现瞬时频率的准确估计：S3.1,计算步骤S1.2中的纯调频信号的解析信号：S3.2,引入解调算子和调制算子；S3.3,将解析信号与解调算子相乘，得到集中于载波频率的解调信号；S3.4,以载波频率为截止频率对解调信号进行低通滤波，得到滤波后的信号；S3.5,将滤波后的信号与调制算子相乘，得到时变滤波后的信号；S3.6，将时变滤波后的信号作为n+1次的非线性调频信号进入步骤S1中。2.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法，其特征在于，步骤S1.1中所述调幅
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调频模型为：其中，表示时间，、和分别表示信号的瞬时幅值，瞬时频率和初始相位，信号采样频率为；为纯调频信号，为相位函数，为信号噪声。3.根据权利要求1所述的一种基于迭代解调时变滤波的自适应瞬时频率估计方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈是扦，王开云，王红兵，翟婉明，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：