摘要(Abstract)：
针对传统的非平稳信号时频分析中瞬时频率估计方法在适应性、抗噪性和精度等方面存在的问题,提出一种基于Steger算子的非平稳信号瞬时频率估计方法;先将一维非平稳信号经时频分析得到二维时频分布图,对其进行Gaussian函数卷积平滑滤波以增强瞬时频率脊线,然后构造Hessian矩阵求取瞬时频率脊线中心,最终根据瞬时频率脊线与时频分布图位置关系,计算得到瞬时频率。结果表明,基于Steger算子的非平稳信号瞬时频率估计方法对时频分布图适应性强,抗噪性优异,瞬时频率误差率小于5%,瞬时频率估计精度较高。
关键词(KeyWords)： Steger算子;时频分布;瞬时频率估计
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(11790282);; 河北省“三三三人才工程”资助项目(A201802004);; 邯郸学院重点项目(16106);邯郸学院“育苗工程”项目(2017310);; 石家庄铁道大学研究生资助项目(YC2019062)
作者(Author): 康德,马增强,李响,李俊峰
DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.2020.04.004
参考文献(References)：
[1] 胡爱军,朱瑜.基于改进峰值搜索法的旋转机械瞬时频率估计[J].振动与冲击,2013,32(7):113-117.
[2] 王栋,丁雪娟.基于自动搜峰瞬时频率估计的自适应多阶比分析技术研究[J].振动与冲击,2015,34(18):19-24,32.
[3] WANG S B,CHEN X F,WANG Y.Nonlinear squeezing time-frequency transform for weak signal detection[J].Signal Processing,2015,113:195-210.
[4] LIU H,CARTWRIGHT A N,BASARAN C.Moiré interferogram phase extraction:a ridge detection algorithm for continuous wavelet transforms[J].Applied Optics,2004,43(4):850-857.
[5] ABID A Z,GDEISAT M A,BURTON D R,et al.Ridge extraction algorithms for one-dimensional continuous wavelet transform:a comparison[J].Journal of Physics:Conference Series,2007,76:012045.
[6] HE Q B,WANG J,HU F,et al.Wayside acoustic diagnosis of defective train bearings based on signal resampling and information enhancement[J].Journal of Sound and Vibration,2013,332(21):5635-5649.
[7] 习秦毅,秦树人,毛永芳.基于小波脊线的解调方法及其在旋转机械故障诊断中的应用[J].机械工程学报,2009,45(2):231-237,242.
[8] 阮婉莹,马增强,陈明义,等.一种提高同步压缩变换噪声鲁棒性的方法[J].济南大学学报(自然科学版),2019,33(1):42-49.
[9] 阮婉莹,陈明义,秦松岩,等.一种高时频聚集性的方法在非平稳信号分析中的应用[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2019,32(2):94-103.
[10] 荣锋,陈宁,郭翠娟,等.一种EEMD-HHT与时频重排结合的转速曲线估计新方法[J].振动与冲击,2018,37(22):81-87.
[11] 江星星,吴楠,石娟娟,等.基于脊线信息增强与特征融合的瞬时转频估计[J].振动与冲击,2018,37(20):166-172.
[12] 汪晓姗,彭志科,陈是扦.基于瞬时频率估计与Vold-Kalman滤波的铣削颤振识别[J].振动与冲击,2018,37(16):70-76.
[13] 韦尧兵,张学程.基于CNCT的滚动轴承瞬时频率估计研究[J].机械设计与制造工程,2018,47(8):102-106.
