小波域双谱分析方法在故障诊断中的应用 .pdfVIP

学兔兔 《仪器仪表与分析监测》2012年第1期 小波域双谱分析方法在故障诊断中的应用 Research on Fault Diagnosis Methods Based on Wavelet Domain Bispectrum 杨艳霞 (山东陵县电业公司，山东德州 253500) [摘要] 针对双谱分析不能抑制非高斯噪声缺点以及小波阈值消噪法没有统一的阈值选取标准的 不足，利用小波包多分辨率分解技术，将小波包与双谱结合，给出了小波域双谱分析方法，该法不但有 效抑制噪声和其他高频成分的干扰，反映故障特征，而且避开了小波阈值法消噪存在的不足。 [关键词] 故障诊断；小波变换；双谱；小波域双谱 [中图法分类号] TH17 [文献标识码] A “波”则是指它的波动性，其振幅正负相间的振荡 引言 形式。概括地说，小波的定义如下： 小波变换与双谱分析是信号处理中两种常用的 凡是满足条件J (f)dt=0的函数 (t)都 工具。 小波变换的基本思想类似于Fourier变换，但它 可以作为一个小波基函数u』。所谓的小波就是函 优于傅立叶分析之处在于它在时域和频域都具有良 数 (t)通过伸缩和平移而派生出来的一簇函数 好的局部化性质，可以聚焦到对象的任意细节，由 { (t))： 于具有多分辨率、多尺度的特点，也可看成品质因 ffla,b( )=10I一 ( ) 数恒定的一组滤波器，因此小波变换被誉为分析信 a，b∈R且a≠0 (1) 号的 “数学显微镜”，是傅立叶分析发展史上的一 个新的里程碑。基于小波变换的小波分析技术是泛 式中a为尺度参数，b为位置参数。信号 (t) 函分析、调和分析、数值分析等半个多世纪以来发 的小波定义为： 展最完美的结晶，是正在发展中的新的数学分支。 wrx( ) I口一号J J．： ) ( ) 在工程应用领域，特别是在信号处理、机械故障诊 断领域，它被认为是近年来在工具及方法上的重大 = I口一寺l (f)× ( ) (2) 突破。 上式表明，信号 (t)的小波变换 (a，b) 在高阶谱中，双谱的阶次是最低的，但它包括 是信号X(t)通过一个传递函数为 I口f一寺 (一0∞) 高阶谱的所有特性，应用最广泛。双谱是分析和处 理非线性、非高斯过程、非最小相位的有力工具。 的滤波器的输出。亦即小波变换相当于一组带通 目前双谱分析己被成功地运用到滚动轴承、齿轮和 滤波器对信号进行滤波 (每个信号对应于一个通 转子系统的故障诊断中，许多学者展开了这方面的 带)从而可以得到在不同通带内的信息。带通滤 研究工作，如杨江天等采用双谱分析方法诊断滚动