振动信号处理中数学形态滤波器频率响应特性研究

摘要

数学形态学滤波方法作为一种非线性的滤波工具拥有良好的消噪特性和低通特性,准确描述形态学滤波器特性是其应用的理论依据和前提条件。通过对给定的数学形态滤波器输入激励信号,得到了数学形态滤波器的频响特性,给出结构元素宽度与形态学组合滤波器截止频率的对应关系表。研究表明:在采样频率确定时,结构元素宽度越大,截止频率越低,截止频率随着结构元素宽度的增长而变小,并呈非线性关系。当结构元素宽度确定时,采样频率越大,截止频率越高,采样频率与截止频率成正比例变化。仿真分析表明,形态学组合滤波器具有更好的滤波效果,且具有保相的突出优点。形态学滤波器对实际故障信号的处理验证了结论的有效性。研究成果为形态学在振动信号处理中的应用提供了理论依据。