一种基于Hilbert变换的岩体破裂声发射信号伪维格纳分布二次时频分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Hilbert变换的岩体破裂声发射信号伪维格纳分布（PWVD）二次时频分析方法。第一步：采集岩体破裂声发射原始实信号；第二步：利用Hilbert变换算法对实信号进行求解获取其对应的解析信号；第三步：根据求解得到的解析信号建立其维格纳（WVD）分布函数；第四步：对所建立的维格纳函数添加一个随时间移动的窗函数，并由维格纳分布的乘法性质变换得到信号的PWVD时频分析结果。本发明专利技术既可降低多分量复杂信号交叉项对时频分析结果的影响，同时，在时频分析上能够更为准确地反映信号时频分布且滤除了虚假频谱，提高了时频分析的可靠性。析的可靠性。析的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Hilbert变换的岩体破裂声发射信号伪维格纳分布二次时频分析方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种基于Hilbert变换的岩体破裂声发射信号伪维格纳分布（PWVD）二次时频分析方法。

技术介绍

[0002]岩石声发射指岩石随着外载荷的加载会导致的内部局部非稳定状态发展至可见破裂，并在这一过程中向外释放弹性应变能。岩石破裂各阶段的声发射信号蕴含其破裂状态、演化情况、强度等丰富的信息，了解微破裂发生的时间、位置和强度，进而可以在时间、空间和强度上分析岩石破裂过程中各阶段的能量与岩石内部结构变化之间的关系。通过时频分析方法找出能量在破裂关键期的分布变化与岩石破裂演变的对应关系，有利于实时了解岩石内部裂隙的演化状态，并且还可以探索裂隙的形成及变化趋势，进而挖掘破裂发生的关键前兆特征。因此，时频分析法为复杂的岩石力学领域及其安全监测提供了一种较为有效的解决方法，从而对预测、预报突发性工程地质灾害地震、岩爆、冲击地压、滑坡等有十分重要的意义。
[0003]传统的WVD分布时频分析方法是基于在全局内通过傅里叶变换对信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Hilbert变换的岩体破裂声发射信号伪维格纳分布（PWVD）二次时频分析方法（简写为HPWVD，下同），其特征在于，该时频分析方法的具体步骤为：步骤一、采集岩体破裂全过程声发射原始实信号；步骤二、通过利用Hilbert变换算法对实信号进行转换得到其表达式为：式中，为Hilbert变换算子；通过对实信号与Hilbert变换后得到的表达式进行相应处理后，构造出其解析信号表达式；步骤三、由于时频联合函数是以信号的时间和频率为自变量的二维函数，因此给定其解析信号，且设分别为的二次时频表示，则有式中，为交叉项；为的互时频表示；根据解析信号表达式，可建立其WVD分布，其具体表达式如下：其中式中，为信号的瞬时自相关函数；步骤四、通过对所建立的WVD分布添加一个随时间移动窗函数，加窗后的WVD分布即PWVD分布表达式如下：进而可将经Hilbert变换后的PWVD分布进行信号的二次时频分析。2.据权利要求1所述的基于Hilbert变换的岩体破裂声发射信号PWVD二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡改贫，余成，郝书灏，刘为刚，张呈堃，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：