冗余小波變換零相位分解實(shí)現(xiàn)方法及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-19 02:34
為消除正交小波非對(duì)稱性引起的非線性相位對(duì)分解結(jié)果的不利影響,結(jié)合零相位濾波原理與冗余小波變換,提出了一類具有零相位特性的冗余小波分解算法——零相位冗余小波變換。該小波變換不僅克服了Mallat算法中隔點(diǎn)采樣環(huán)節(jié)造成的平移可變與頻率折疊等諸多缺陷,也消除了傳統(tǒng)冗余小波變換分解結(jié)果出現(xiàn)移位與畸變的不足,非常適合于微弱特征提取。通過實(shí)例分析證明了該算法用于軸承微弱故障特征提取的有效性與優(yōu)勢(shì)所在。
【文章來源】:電光與控制. 2020,27(06)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
冗余小波變換分解算法
選用db10小波,利用非抽樣分解算法和Mallat分解算法對(duì)單位沖擊信號(hào)進(jìn)行3層分解的分解結(jié)果頻譜如圖2所示。圖2中顯示的實(shí)質(zhì)上為db10小波濾波器在各層 的幅頻響應(yīng)。由圖2可以看出,盡管都是選擇db10小波,但利用非抽樣分解算法時(shí),db10小波在各頻帶的幅頻響應(yīng)要比利用Mallat分解算法時(shí)平坦一些,而且頻率截止特性更陡峭,頻率窗寬度明顯要窄。因此,選擇同樣小波的前提下,在非抽樣分解算法中小波在各頻帶的濾波器幅頻特性明顯比在Mallat分解算法中更好,頻帶分離能力與微弱瞬態(tài)特征提取能力也就明顯更強(qiáng)。
為克服冗余小波變換分解算法中正交小波基的非對(duì)稱性帶來的不利影響,本文利用零相位濾波原理[13-14],結(jié)合冗余小波變換分解算法基于濾波器組的遞歸分解實(shí)現(xiàn)方法,提出如下零相位冗余小波變換分解算法:在進(jìn)行第j層分解時(shí),當(dāng)用小波高通濾波器G(z2j-1)獲得Wj(k)后,再將Wj(k)通過濾波器G(z-2j-1),就可得到消除非線性相位影響的小波系數(shù),記為 W ~ j (k) ;當(dāng)用小波低通濾波器H(z2j-1)獲得Sj(k)后,再將Sj(k)通過濾波器H(z-2j-1)就可得到消除非線性相位影響的近似系數(shù),記為 S ~ j (k) 。零相位冗余小波變換分解算法基于濾波器組的遞歸分解實(shí)現(xiàn)方法如圖3所示。3 實(shí)例分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非抽樣小波的多閾值去噪[J]. 靳士利,趙志剛. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[2]基于提升模式非抽樣小波變換的滾動(dòng)軸承故障診斷方法研究[J]. 萬書亭,呂路勇,何玉靈. 振動(dòng)與沖擊. 2009(01)
本文編號(hào):3400833
【文章來源】:電光與控制. 2020,27(06)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
冗余小波變換分解算法
選用db10小波,利用非抽樣分解算法和Mallat分解算法對(duì)單位沖擊信號(hào)進(jìn)行3層分解的分解結(jié)果頻譜如圖2所示。圖2中顯示的實(shí)質(zhì)上為db10小波濾波器在各層 的幅頻響應(yīng)。由圖2可以看出,盡管都是選擇db10小波,但利用非抽樣分解算法時(shí),db10小波在各頻帶的幅頻響應(yīng)要比利用Mallat分解算法時(shí)平坦一些,而且頻率截止特性更陡峭,頻率窗寬度明顯要窄。因此,選擇同樣小波的前提下,在非抽樣分解算法中小波在各頻帶的濾波器幅頻特性明顯比在Mallat分解算法中更好,頻帶分離能力與微弱瞬態(tài)特征提取能力也就明顯更強(qiáng)。
為克服冗余小波變換分解算法中正交小波基的非對(duì)稱性帶來的不利影響,本文利用零相位濾波原理[13-14],結(jié)合冗余小波變換分解算法基于濾波器組的遞歸分解實(shí)現(xiàn)方法,提出如下零相位冗余小波變換分解算法:在進(jìn)行第j層分解時(shí),當(dāng)用小波高通濾波器G(z2j-1)獲得Wj(k)后,再將Wj(k)通過濾波器G(z-2j-1),就可得到消除非線性相位影響的小波系數(shù),記為 W ~ j (k) ;當(dāng)用小波低通濾波器H(z2j-1)獲得Sj(k)后,再將Sj(k)通過濾波器H(z-2j-1)就可得到消除非線性相位影響的近似系數(shù),記為 S ~ j (k) 。零相位冗余小波變換分解算法基于濾波器組的遞歸分解實(shí)現(xiàn)方法如圖3所示。3 實(shí)例分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非抽樣小波的多閾值去噪[J]. 靳士利,趙志剛. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[2]基于提升模式非抽樣小波變換的滾動(dòng)軸承故障診斷方法研究[J]. 萬書亭,呂路勇,何玉靈. 振動(dòng)與沖擊. 2009(01)
本文編號(hào):3400833
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