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伞齿轮减速机信号时频分析

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2017-03-06 15:38:35    点击数:-   【
伞齿轮减速机信号时频分析。我们对信号作时频分析时,般对快变的信号,我们希望伞齿轮减速机有好的时间分辨率以观察其快变部分(如尖脉冲等),即观察的时间宽要小,受时宽-带宽积的影响,这样,对该信号频域的分辨率必定要下降。由于快K系列减速机变信号对应的是高频信号,因此对这类信号,我们希望有好的时间分辨率,但同时就要降低伞齿轮减速机高频的分辨率。反之,对渐变信号,由于它对应的是低频信号,所以我们希望在低频处有好的频率分辨率,但不可避免的要降低时域的分辨率。因此,我们希望K系列减速机所采取的时频分析算法能自动适应这要求。显然,由于 STFT的t? ,υ? 不随?,t 变化而变化,因而K系列减速机不具备这自动调节能力。我们在后面要讨论的小波变换则具备这能力。现有仿真扫频信号,伞齿轮减速机产生的波形时域图以及 STFT 图如图 4.27 ~图 4.30 所示,仿真信号采样频率设定为 5120Hz ,分析频率 2000H 。
结合理论可知, STFT 图将伞齿轮减速机信号 f(t)  映射到个时频平面 (τ , ω) 上。其中起限频作用。随着 τ的变化,起时限作用的窗函数 g(t)  所确定的时间窗就在 t 轴上滑移,对信号进行分段截取,将其化为若干段局部平稳信号,对它们分别取傅立叶变换后得到组信号的“局部”频谱,从不同时刻的“局部”频谱的差异上,可看到K系列减速机信号的时变特征。但其不足之处为:
(1)  窗函数 g(t)  所确定的K系列减速机时频窗口具有相同的时宽和频宽,这不符合实际中高频信号的时域分辨率应比低频信号高的要求,即变换窗口大小应随频率而变,伞齿轮减速机频率越高,窗口应越小。要提高频域分辨率就得增加时窗长度,同时造成时域分辨率下降;
(2)  伞齿轮减速机时窗越长,信号的“局部”平稳性越难于保证。在齿轮故障诊断中,由于振动信号的不平稳性,时频分析得到越来越广泛的重视。时频分析着重于研究信号能量在某特定时间和频率处的分布。K系列减速机短时傅里叶变换 (STFT)是经典的时频分析方法,通过比较时频平面上信号的能量分布分析存在故障。然而,STFT 只简单选择伞齿轮减速机低通窗函数,而未考虑信号特点,故时频分辨能力较差。小波变换也是有效的时频分析方法。前者给出了信号的线性表示,而后者是信号的非线性表示。
伞齿轮减速机信号处理已经成为当代科学技术工作的重要部分。信号处理的目的就是:准确的分析、诊断、编码压缩和量化、K系列减速机快速传递或存储、精确地重构(或恢复)。从数学角度来看,信号与影像处理可以统看作是信号处理(影像可以看作是二维信号),在伞齿轮减速机小波分析地许多分析的许多应用中,都可以归结为K系列减速机信号处理问题。现在,对于性质是稳定不变的信号,处理的理想工具仍然是傅立叶分析。但是在实际应用中的大多数信号是非平稳的,而特别适用于非平稳信号的工具就是小波分析。/Products/k97jiansuji.html

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