信号瞬时频率直接计算法与Hilbert变换及Teager能量法比较.pdfVIP

学兔兔 第 49卷第 9期 机 械 工 程 学 报 VO1．49 NO．9 2013年 5月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEE G May 2013 DoI：10．3901，ⅥE．2013．09．042 信号瞬时频率直接计算法与Hilbert变换及 Teager能量法 比较水 任达千 ，2 杨世锡 吴昭同 严拱标 孟庆波2 (1．浙江大学机械工程学系 杭少1,1310027； 2．浙江机 电职业技术学院 杭州 310053) 摘要：针对 Hilbert变换求取信号瞬时频率时会出现没有物理意义的负频率现象，研究基于局域均值分解的瞬时频率直接计 算方法。给出相位展开分段计算方法的详细计算步骤。直接法与直接正交法进行了比较，直接法和直接正交法在数学上相等， 计算结果相同，可以认为是同一种方法。直接法也与Hilbert变换、Teager能量方法进行比较。仿真和试验结果表明，直接 法计算结果能很好地反映信号的相位调制现象，没有明显的端点效应，不会出现负频率现象。直接法应用于旋转机械振动信 号的分析，取得 良好效果。 关键词：瞬时频率 局域均值分解 直接法 故障诊断 Hilben变换 Teager能量法 中图分类号：TH113 TB533 ComparisonofInstantaneousFrequencyDirectedComputingM ethodand HilbertTransform andTeagerEnergyM ethod RENDaqian- YANGShixi WUZhaotong YANGongbiao MENGQingbo (1．DepartmentofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversity,Hangzhou310027； 2．ZhejiangInstituteofMechanicalandElectricalEngineering，Hangzhou310053) Abstract：In ordertoresolvethenophysicalmeaningnegativerfequencyphenomenainHilberttrna sform，theinstantaneous frequencydirectedcalculationmehtodbasedonthelocalmeandecompositionisresearched．Thestepsofphaseunwrapispresented． Thedriectmehtodiscompraedwiht thedirectquadrature．Becausedirectmethodnaddriectquardatureareequalinmathematicsand havethesarflecalculatingresult，directmehtodna ddirectquadratureCna bethoughtashtesamemehtod．Directmehtodisalso comparedwiththeHilberttransform，Teagerenergymethod．Simulationandexperimenatlresultsshow thatthedirectmethodwell reflectsthesignalphasemodulationphenomenon，thereisnoobviousboundarydistortion，na dtheinstantnaeousfrequencyisalways positive．Thedirectmehtodisappliedintheanalysisofroattingmachineryvibrationsingalsnadagoodres