基于EMD消除Wigner—vill分布交叉项的研究.pdf

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1、第52卷第3期汽轮机技术V01．52NO．32010年6月TURBINETECHN0L0GYJun．2010基于EMD消除Wigner—viii分布交叉项的研究韩中合，朱霄殉，李文华，杨晓静(1华北电力大学动力工程系，保定071003；2华北电力大学机械工程系，保定071003)摘要：Wigner．Viii分布(WVD)以其良好的时变特性和较高的时间、频率分辨率近年来一直被用于信号处理等领域。然而WVD作为双线性分析方法，在应用时会出现交叉项。针对该问题，提出基于经验模态分解(EMD)消除Wigner．Vil1分布交叉项

2、的方法。该方法首先利用EMD分解将信号分解成若干模态成分，然后分别对各个成分计算WVD，最后将各项结果求和得到信号的WVD分布。该方法有效地消除了WVD交叉项的干扰，同时保留了WVD的优良特性。并应用该方法对油膜涡动故障信号进行分析处理，得到了较好的结果。关键词：Wigner—Vil1分布；经验模态分解；交叉项；信号处理；故障诊断分类号：THI65文献标识码：A文章编号：1001-5884(2010)03-0211-04ResearchofSuppressingCrossTermofWigner—villeDistrib

3、utionBasedonEMDHANZhong-he，ZHUXiao—xun，LIWen—hua，YANGXiao-jing(1DepartmentofPowerEngineering；2DepartmentofMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Wigner—Villedistribution(WVD)iswidelyusedinthefieldofsignalprocessingdue

4、toitsexcellenttimevariantcharacteristicsandhighresolutionbothinthetimedomainandthefrequencydomain．However，crosswisecomponentsareproducedbecauseWVDisabilinearanalysismethod．Aimingatthisproblem，WVDcrosswisecomponenterasingmethodbasedonexperiencedEMDisputforwardinth

5、ispaper．ThismethodfirstlydecomposestheoriginalsignalintoseveralmodalcomponentsbyEMD．ThentheWVDofeachcomponentiscalculated．Finally，theWVDoftheoriginalsignalisgainedbyaddingthecomponentresultstogether．Themethodpresentedinthispapereffectivelyavoidstheinteractionofth

6、eWVDcrosswisecomponentsbutmeanwhilekeepstheadvantagesoftheWVD．Themethodisusedinthesignalprocessingofthecrosswisecomponentfaultandhasgainedaperfecteffect．Keywords：wigner-villedistribution；empiricalmodedecomposition；crossterm；signalprocessing；faultdiagnosiscomposit

7、ion，EMD)消除Wigner—Viii分布交叉项的方0前言法。该方法利用EMD将信号分解成若干只包含单一频率的分量，然后对分量进行Wigner—Viii时频分析。这样就很好经典的傅立叶变换无疑为我们的特征提取提供了极大地消除了交叉项的影响。的方便。但经典傅立叶变换是以平稳信号为前提。然而，机械的旋转伴随着极大的不平稳性。机械设备监测和诊断面1Wigner—Vil1分布临着大量的非平稳信号，问题的关键是如何对信号的非平稳性进行有效的分析。近十多年来，时频分析的发展就很好地Wigner分布是由Wigner于1932年在量

8、子力学研究中提解决了这个问题。其中Wigner—Viii分布(Wigner—villedis—出的，1948年Ville将其引入到信号分析领域，因此，也称其tribution，WVD)⋯以其良好的时变特性，特别是对线性调频为Wigner—ville分布。对于信号(f)，其Wigner—vil1分布信号可直接由其精确定