頻率域盲信號(hào)分離理論研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-15 11:53
信號(hào)特征提取是機(jī)械故障診斷的基礎(chǔ),直接影響到機(jī)械故障診斷的正確性,它的理論發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步與信號(hào)處理相關(guān)學(xué)科的研究發(fā)展密不可分。本文在分析傳統(tǒng)信號(hào)處理方法不足的基礎(chǔ)上,展開了對(duì)盲信號(hào)分離(一種新的信號(hào)處理技術(shù))的理論研究。本文首先在綜述盲信號(hào)分離的發(fā)展史后,指出盲信號(hào)分離在應(yīng)用中存在的兩個(gè)主要難點(diǎn),即源數(shù)估計(jì)以及相關(guān)源信號(hào)的盲分離,并提出了觀測(cè)信號(hào)盲分離處理框架。為了全面了解盲信號(hào)分離的理論基礎(chǔ),本文介紹了盲信號(hào)分離理論中所涉及到的基本概念、求解的限制條件以及盲信號(hào)分離三種混合模型,著重闡述了線性瞬時(shí)混合三個(gè)經(jīng)典算法的盲分離原理。針對(duì)獨(dú)立源信號(hào)盲分離,本文在分析觀測(cè)信號(hào)功率譜密度所包含的物理意義基礎(chǔ)上,提出一種新的基于功率譜密度的算法。該算法最大的特點(diǎn)在于,當(dāng)傳感器數(shù)與源數(shù)關(guān)系不明確情況下(或大于、或小于、或等于),根據(jù)觀測(cè)信號(hào)的功率譜密度函數(shù)的比值,得到混合矩陣。通過(guò)所得的混合矩陣判定觀測(cè)信號(hào)是完備混合、超定混合還是欠定混合,并由此進(jìn)一步獲得分離矩陣。該算法避免了一般經(jīng)典算法難以處理的問(wèn)題,即源信號(hào)的概率密度函數(shù)估計(jì)以及優(yōu)化過(guò)程中解的收斂性和不穩(wěn)定性問(wèn)題。為了解決盲信號(hào)分離在應(yīng)用中出現(xiàn)...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
機(jī)器內(nèi)部振源信號(hào)混合于傳感器采集信號(hào)中
其中振動(dòng)傳感器32個(gè)、熱工傳感器480個(gè)[23]。圖1.3所示一臺(tái)設(shè)備殼體上放置的若干傳感器所檢測(cè)的信號(hào)情況。圖1.3 設(shè)備上各傳感器所采集的檢測(cè)信號(hào)情況
[22]做了如下實(shí)驗(yàn),對(duì)盲信號(hào)分離算法的優(yōu)選問(wèn)題做了一定研究。他們實(shí)驗(yàn)傳感器布置如圖2.4所示。圖中傳感器1安裝于大電機(jī)(2.2kw )殼體上,用于獲取機(jī)體振動(dòng)信號(hào)。顯然,各機(jī)器同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于零部件振動(dòng)的冗余干擾及共同機(jī)座的耦合作用,減速箱和兩干擾電機(jī)(均為750w)的振動(dòng)將沿著聯(lián)軸節(jié)、軸及機(jī)座傳人傳感器1觀測(cè)中。對(duì)于其它位置的振動(dòng)測(cè)量,情況亦如此。傳感器2和3靠近齒輪箱輸入軸,以獲取軸承和主動(dòng)齒輪振動(dòng)。傳感器4安置于齒輪箱頂蓋位置。傳感器5和傳感器6,則分別用于獲取兩干擾電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)。圖2.4 基于BSS干擾消除實(shí)驗(yàn)傳感器布置圖①大電機(jī) ②齒輪減速箱 ③預(yù)留負(fù)載設(shè)備 ④干擾電機(jī)1 ⑤干擾電機(jī)2 ⑥加強(qiáng)筋實(shí)驗(yàn)過(guò)程是,先單獨(dú)運(yùn)行主機(jī)組(大電機(jī)一減速箱)、干擾電機(jī)2及干擾電機(jī)1,分別獲取參考源分量s1(t)(由傳感器1,2,3和4共同測(cè)得)、s2(t)(傳感器5測(cè)得)及s3(t)(傳感器6測(cè)得)。然后各設(shè)備同時(shí)運(yùn)行
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非負(fù)矩陣分解的多聚焦圖像融合研究[J]. 苗啟廣,王寶樹. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2005(06)
[2]基于獨(dú)立分量分析的消噪方法在旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征提取中的應(yīng)用[J]. 季忠,金濤,楊炯明,秦樹人. 中國(guó)機(jī)械工程. 2005(01)
[3]非負(fù)矩陣分解:數(shù)學(xué)的奇妙力量[J]. 汪鵬. 計(jì)算機(jī)教育. 2004(10)
[4]獨(dú)立分量分析在直升機(jī)齒輪箱故障早期診斷中的應(yīng)用[J]. 陳仲生,楊擁民,沈國(guó)際. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(04)
[5]獨(dú)立分量分析基網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征抽取與分類[J]. 楊世錫,焦衛(wèi)東,吳昭同. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(03)
[6]可行方向算法與模擬退火結(jié)合的NMF特征提取方法[J]. 陳衛(wèi)剛,戚飛虎. 電子學(xué)報(bào). 2003(S1)
[7]應(yīng)用JADE盲分離算法分離統(tǒng)計(jì)相關(guān)源[J]. 楊世錫,焦衛(wèi)東,吳昭同. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2003(04)
[8]機(jī)械聲源信號(hào)的帶通濾波盲分離[J]. 焦衛(wèi)東,楊世錫,吳昭同. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2003(03)
[9]一種基于ICA-SVM的故障診斷方法[J]. 郭明,謝磊,何寧,王樹青. 中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(04)
[10]基于源數(shù)估計(jì)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械源盲分離[J]. 焦衛(wèi)東,楊世錫,吳昭同. 中國(guó)機(jī)械工程. 2003(14)
博士論文
[1]基于局域波法和盲源分離的故障診斷方法應(yīng)用研究[D]. 郝志華.大連理工大學(xué) 2005
[2]基于獨(dú)立分量分析的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法研究[D]. 焦衛(wèi)東.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3139285
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
機(jī)器內(nèi)部振源信號(hào)混合于傳感器采集信號(hào)中
其中振動(dòng)傳感器32個(gè)、熱工傳感器480個(gè)[23]。圖1.3所示一臺(tái)設(shè)備殼體上放置的若干傳感器所檢測(cè)的信號(hào)情況。圖1.3 設(shè)備上各傳感器所采集的檢測(cè)信號(hào)情況
[22]做了如下實(shí)驗(yàn),對(duì)盲信號(hào)分離算法的優(yōu)選問(wèn)題做了一定研究。他們實(shí)驗(yàn)傳感器布置如圖2.4所示。圖中傳感器1安裝于大電機(jī)(2.2kw )殼體上,用于獲取機(jī)體振動(dòng)信號(hào)。顯然,各機(jī)器同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于零部件振動(dòng)的冗余干擾及共同機(jī)座的耦合作用,減速箱和兩干擾電機(jī)(均為750w)的振動(dòng)將沿著聯(lián)軸節(jié)、軸及機(jī)座傳人傳感器1觀測(cè)中。對(duì)于其它位置的振動(dòng)測(cè)量,情況亦如此。傳感器2和3靠近齒輪箱輸入軸,以獲取軸承和主動(dòng)齒輪振動(dòng)。傳感器4安置于齒輪箱頂蓋位置。傳感器5和傳感器6,則分別用于獲取兩干擾電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)。圖2.4 基于BSS干擾消除實(shí)驗(yàn)傳感器布置圖①大電機(jī) ②齒輪減速箱 ③預(yù)留負(fù)載設(shè)備 ④干擾電機(jī)1 ⑤干擾電機(jī)2 ⑥加強(qiáng)筋實(shí)驗(yàn)過(guò)程是,先單獨(dú)運(yùn)行主機(jī)組(大電機(jī)一減速箱)、干擾電機(jī)2及干擾電機(jī)1,分別獲取參考源分量s1(t)(由傳感器1,2,3和4共同測(cè)得)、s2(t)(傳感器5測(cè)得)及s3(t)(傳感器6測(cè)得)。然后各設(shè)備同時(shí)運(yùn)行
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非負(fù)矩陣分解的多聚焦圖像融合研究[J]. 苗啟廣,王寶樹. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2005(06)
[2]基于獨(dú)立分量分析的消噪方法在旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征提取中的應(yīng)用[J]. 季忠,金濤,楊炯明,秦樹人. 中國(guó)機(jī)械工程. 2005(01)
[3]非負(fù)矩陣分解:數(shù)學(xué)的奇妙力量[J]. 汪鵬. 計(jì)算機(jī)教育. 2004(10)
[4]獨(dú)立分量分析在直升機(jī)齒輪箱故障早期診斷中的應(yīng)用[J]. 陳仲生,楊擁民,沈國(guó)際. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(04)
[5]獨(dú)立分量分析基網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征抽取與分類[J]. 楊世錫,焦衛(wèi)東,吳昭同. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(03)
[6]可行方向算法與模擬退火結(jié)合的NMF特征提取方法[J]. 陳衛(wèi)剛,戚飛虎. 電子學(xué)報(bào). 2003(S1)
[7]應(yīng)用JADE盲分離算法分離統(tǒng)計(jì)相關(guān)源[J]. 楊世錫,焦衛(wèi)東,吳昭同. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2003(04)
[8]機(jī)械聲源信號(hào)的帶通濾波盲分離[J]. 焦衛(wèi)東,楊世錫,吳昭同. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2003(03)
[9]一種基于ICA-SVM的故障診斷方法[J]. 郭明,謝磊,何寧,王樹青. 中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(04)
[10]基于源數(shù)估計(jì)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械源盲分離[J]. 焦衛(wèi)東,楊世錫,吳昭同. 中國(guó)機(jī)械工程. 2003(14)
博士論文
[1]基于局域波法和盲源分離的故障診斷方法應(yīng)用研究[D]. 郝志華.大連理工大學(xué) 2005
[2]基于獨(dú)立分量分析的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法研究[D]. 焦衛(wèi)東.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3139285
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