局部波動特征分解(LOD)方法是一種新的自適應時頻分析方法。該方法通過采用微分、坐標域變換、分段線性變換三種運算,可以高效地將信號自適應分解為一系列的單一波動分量(MOC),非常適合于處理多分量信號。然而,由于分段線性變換的使用,雖可以顯著提高算法的計算效率,但會使MOC分量缺乏光滑性,從而導致失真。對此,將樣條曲線形狀可調(diào)可控的有理樣條函數(shù)引入LOD方法替代分段線性變換,提出了基于有理樣條函數(shù)的局部波動特征分解(RS-LOD)方法。在詳細闡述RS-LOD分解原理的基礎上,通過仿真信號將RS-LOD、LOD和經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD)進行了對比分析,結(jié)果表明RS-LOD方法可以明顯改善原LOD方法中MOC分量光滑度差的問題。此外,針對旋轉(zhuǎn)機械故障振動信號的多分量調(diào)制特點,將RS-LOD方法應用于旋轉(zhuǎn)機械的故障特征提取,對滾動軸承和齒輪箱故障振動信號的分析結(jié)果表明,RS-LOD方法可以有效地提取旋轉(zhuǎn)機械振動信號的故障特征。

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圖7仿真信號x(t)的EMD分解結(jié)果

圖6仿真信號x(t)的LOD分解結(jié)果圖8仿真信號x(t)的RS-LOD分解結(jié)果

圖3MOC3(t)的放大圖

圖2仿真信號x(t)的LOD分解結(jié)果2基于有理樣條的LOD方法

圖1仿真信號x(t)及其分量的時域波形

信號x(t)由一個調(diào)制分量和兩個正弦分量組成,其中t∈[0,5],采樣頻率為1000Hz。x(t)和分量x1(t)、x2(t)和x3(t)的時域波形如圖1所示。LOD的分解結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出,原信號x(t)被分解為三個分量,依次對應著x1(t)、x2(t)和x3(....

圖2仿真信號x(t)的LOD分解結(jié)果

從圖2可以看出,原信號x(t)被分解為三個分量,依次對應著x1(t)、x2(t)和x3(t),因此LOD是一種基于信號自身特征的自適應時頻分析方法,可以反映信號的本質(zhì)特征。但其中MOC3(t)的局部放大圖如圖3所示,可以看出MOC3(t)的波形呈現(xiàn)明顯的鋸齒狀,光滑性差。其主要原....

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