瞬时频率

摘要： 为改进结构瞬时频率的识别效果,提出一种新形式的改进广义S变换(improved generalized S-transform,IGST),并通过能量集中度(concentration measure,CM)推导了IGST窗函数的参数选择方法,最后结合同步挤压算法提出了改进多重同步挤压广义S变换(improved multi-synchrosqueezing generalized S-transform,IMSSGST);该算法的核心思想是将IGST的时频分布按一定的范围向时频脊线处进行多次同步挤压变换。数值模拟方面,采用两层剪切框架时变结构验证了该方法的准确性;试验方面,对七层钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)剪力墙结构进行了瞬时频率识别,验证了该方法在实际工程中的实用性。数值模拟和试验结果表明该方法能有效改善时频分析的能量聚集性,提高瞬时频率的识别精度。

摘要： 论文提出了一种针对雷达脉内混合调制信号的识别方法。该方法首先利用直方图法统计信号的瞬时频率,将常规信号和混合调制信号分类识别,再通过改进的信号分段方法将混合调制信号分解为常规信号进行识别研究。实验表明,在信噪比为3dB情况下,论文提出的信号识别流程的识别准确率依然能够达到94%。

摘要： 为了提高结构振动响应信号时频分析及瞬时参数识别的精度,对广义S变换(generalized S-transform,简称GST)进行改进,结合同步提取算法,提出了一种新形式的同步提取广义S变换。利用单自由度Duffing非线性系统和两层剪切框架结构模型的数值算例验证了该方法的正确性。设计时变拉索试验,分别采集结构在线性和正弦拉力变化下的加速度响应信号,利用改进同步提取广义S变换对信号进行瞬时频率识别,进一步验证了该方法的准确性。数值模拟和试验结果表明,该方法能有效识别非线性结构和时变结构的瞬时频率,具有较好的稳定性。

摘要： 为了准确查明某岩溶隧道发生突水后岩溶涌水通道的分布,以便及时对岩溶水进行封堵和截流。采用探地雷达对突水后掌子面前方的岩溶构造发育情况进行了精细探测,并对采集的探地雷达数据进行了瞬时属性分析,通过希尔伯特变换提取了雷达信号中的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时属性,将三种瞬时属性结合起来对岩溶涌水通道进行了多参数综合分析。研究结果表明,瞬时振幅可以很好地显示岩溶涌水通道的边界特征和形态大小;瞬时相位分辨率最高,能够清晰显示岩溶涌水通道内部的非均质特征;瞬时频率可以从能量衰减的角度反映岩溶涌水通道的富水性。将三种瞬时属性结合起来,相互印证、相互补充,可以避免单一波形特征分析带来的解释偏差,有效提高岩溶涌水通道探测的分辨率与准确度。

摘要： 针对超声检测在钢板板边和轮对可能存在漏检的问题,采用相控阵超声检测技术对钢板板边裂纹缺陷和轮对孔缺陷进行成像检测;针对钢板和轮对缺陷散射信号信噪比低的问题,提出了一种参数优化的变分模态分解(VMD)算法,避免了人为主观影响,通过选择对应频带的本征模态函数(IMF)分量表征原始信号特征,并通过比较VMD分解后各本征模态函数(IMF)分量与原始信号的信噪比与均方根误差来评价(VMD)算法的效果,最终实现缺陷成像检测;实验结果表明:与原始信号相比,该方法处理后的缺陷信号具有较好的保真度,信噪比与平滑度,均方根误差降低,不易出现模态混叠现象,有良好的分解效果;处理后成像结果更为清晰,缺陷的大小、位置及形状都能够完整展示出来,可以实现孔缺陷和裂纹缺陷的定位检测。

摘要： 煤层厚度和含气量是煤层气勘探选区评估和开发应用必不可少的数据,对勘探程度低、井点稀疏的勘探新区尤为重要。首先利用地震数据,结合钻井数据资料,优选出与煤层厚度和含气量相关程度高的地震属性,进一步研究表明,在宁武盆地南部区块,利用平均绝对振幅属性可以定性预测煤层厚度,两者具有分段相关性特点,瞬时频率衰减梯度属性可以定性预测煤层含气量,两者呈现明显的负相关性。由于任何单一属性都不能完全适用于全区煤层厚度和含气量的预测,还需要结合实钻井具体资料,按照不同的标准分区进行预测和评估,地震多属性预测综合应用,可避免单一地震属性预测的局限性,有助于降低预测的多解性,提高预测精度。

摘要： 钢-木组合结构因其良好的承载能力与环境协调性目前多用于人行桥等结构系统。为追踪行人与钢木组合人行桥耦合作用所导致的频率变化特性,建立人体与钢木组合人行桥耦合的数值模型并求解其振动响应。由于人致振动产生的响应信号有可能是非渐近和密集的,采用一种拓展解析模态分解、递归希尔伯特变换和变焦同步挤压小波变换相结合的联合方法识别其时变模态特性。研究结果表明:该模型能够很好地模拟人或人群与钢木组合人行桥之间的相互作用;在单人或是人群作用下该联合方法均能准确识别出耦合系统的频率变化并具有一定的鲁棒性。在此基础上,对不同跨径钢木组合人行桥进行数值模拟并分析不同人体参数对人-桥耦合系统固有频率的影响,最终得到人-钢木组合桥耦合系统频率随行人荷载的变化规律并拟合出经验公式。该公式能够为人行桥的设计、维护等提供参考。

摘要： 为了准确地进行齿轮故障诊断,结合经验模态分解与纯调频信号差分包络谱,对齿轮故障诊断提出了一种新方法;首先,对齿轮振动信号进行经验模态分解得到多个不同分量;其次,根据峭度最大分量及其相邻分量的峭度值情况,合成有效分量;然后,运用经验调幅-调频分解得到纯调频信号;接着,将纯调频信号应用经验调幅-调频分解及傅里叶变换得到纯调频信号差分包络谱;最后,观察分析纯调频信号的差分包络谱进行故障诊断;利用该方法对断齿齿轮的振动信号进行分析,验证了方法的有效性.

摘要： 心率失常作为最常见的心血管疾病,威胁着广大人民群众的身体健康。近年来,通过机器学习对心律失常进行诊断逐渐成为热点,然而,当前方法很难在准确率和效率之间取得平衡。为解决这一问题,本文从实用角度出发,提出了一种基于瞬时频率与功率谱熵组合特征的心律失常诊断方法,并使用MIT-BIH心律失常数据库中的心电图数据对该方法进行测试。本文采用Pan-Tompkins算法定位心拍位置以构成数据集,并利用小波分解对数据进行降噪,之后将瞬时频率与功率谱熵作为特征,使用支持向量机(SVM)与双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)以测试其性能。最终可得该方法在SVM和Bi-LSTM下的准确率分别为98.3%和99%,识别速度均在毫秒级,同时兼顾了效率与正确率,为应用机器学习的心律失常诊断提供了一种更加优秀的解决方案。

摘要： 齿轮副是传动系统中的重要部件,齿轮在啮合过程中会出现单、双齿交替参与啮合的情况,造成齿轮啮合刚度周期变化,引起系统振动.齿轮的啮合刚度与齿轮的状态有关,当齿轮出现故障时,齿轮啮合刚度会发生变化,因此通过监测齿轮的啮合刚度就能够估计齿轮副的工作状态.根据齿轮副的动力学模型建立齿轮啮合刚度的离散辨识模型,提出基于扩展卡尔曼滤波器和希尔伯特-黄变换瞬时频率,利用振动信号对齿轮啮合刚度进行估计的动态辨识算法.仿真和实测结果表明,所提出的方法能够跟踪辨识齿轮的啮合刚度,具有较高的辨识精度.

摘要： 广义解调可将时频分布为曲线的信号变换为时频分布平行于时间坐标轴的信号.在介绍广义解调原理的基础上,结合广义解调和希尔伯特变换构造了一种新的信号分解方法.利用该分解算法分析了二层时变结构的振动响应,成功分离出结构的第一阶和第二阶振动响应,并利用分离出的振动响应计算了时变结构的瞬时频率.结果表明了分解算法的精确性及其在时变结构瞬时频率识别中的应用价值.

摘要： 本文利用计算瞬时频率的方法对水声信号参数进行估计,与传统的时频分析方法相比,该方法具有计算步骤简单,计算量小的特点,将传统方法的二维处理简化为一维处理,大大简化计算量;试验结果表明,瞬时频率法受信噪比影响较大,估计结果的精确度随着信噪比增大而增高,该方法对窄带信号的处理结果比宽带信号更为精确,在低信噪比时,仍然具有较高的估计精度.

摘要： 就无线电引信而言,实时地从多普勒信号中提取其瞬时频率十分困难,而实时识别引信的多普勒瞬时频率是提高该体制引信定距精度的基本前提.本文提出了一种对传统多普勒无线电引信改进信号处理方法的技术方案.该方案不仅利用多普勒幅度信号,同时也利用其频率信号.通过应用FPGA的并行流程实现其短时傅里叶变换及信号的并行处理,同时配合快速频点选取,以及通过对分辨力和实时性之间的有效平衡协调,实现了对多普勒频率信号的快速提取.实验结果表明通过使用短时傅里叶变换能够在系统允许的延迟时间内实现对多普勒信号的时频分析,从而实时提取出多普勒信号的瞬时频率.

摘要： 实际研究表明储层地震响应不仅受流体性质影响,而且受储层物性、厚度、干涉等多种因素影响.传统利用单一振幅或频率信息进行流体检测多解性较强.常规甜点虽然融合振幅和频率信息,然而由于其分辨率降低、储层厚度和干涉影响较大,难以满足钻前流体检测的需要.为此本文提出利用岩性阻抗及其瞬时频率数据构建新甜点进行流体检测,模型正演表明在该技术对储层厚度不敏感,而且能有效压制相邻层干涉影响,更加适合流体检测;同时渤海蓬莱13区的实际应用证实新甜点能够有效区分油气层与水层,而且流体异常分布符合油气成藏规律,有力支持了该区勘探目标钻前含流体性质评价,并取得了良好的勘探成效.

摘要： 多途传播是水声信道的典型特征之一,研究多途传播对水声通信信号特征参数的影响对于水声通信信号的有效检测和接收具有重要意义.以射线模型为基础,以单频脉冲信号为例,分析了经过多途传播后接收信号的瞬时参数取值的变化情况,结果表明:多途传播使得单个脉冲发生扩展和叠加,此时,接收信号的瞬时频率参数取值在脉冲持续周期内与原信号瞬时频率参数取值相同,适于作为信号检测和类型判别的依据.信号仿真结果和实际海试数据验证了该结果的正确性.

摘要： 针对时变结构振动响应的非平稳特性,研究了时变结构自振信号的小波变换和同步挤压小波变换.通过结合广义解调和希尔伯特变换构造了一种新的信号分解方法.该分解算法利用了同步挤压小波变换得出的分隔频率,成功分离出一个两自由度结构的第一阶和第二阶振动响应,并利用分离出的振动响应计算了时变结构的瞬时频率,结果表明了分解算法的精确性及其在时变结构瞬时频率识别中的应用价值.最后探讨了同步挤压小波变换在地震作用下结构响应信号时频分析中的应用.

摘要： 在实际地震勘探中，S变换在对于处理地震资料具有十分重要的意义与作用。其瞬时振幅剖面中，由于其主频集中在10～20Hz，随着频率的增加，其振幅能量逐渐减弱。高频处具有弱振幅，低频处具有强振幅。主频段其振幅十分强。其瞬时相位剖面中，层位连续性较好，弱同相轴加强。低频可以分出较厚的层位，高频分出较薄的层位。其瞬时频率剖面中，频率是相位的倒数。简述S变换对三瞬参数的提取过程。导出了广义S变换，其解除了短时傅里叶变换时窗固定的限制。其特点是可以变换窗函数来适应不同的地震数据处理要求。广义S变换与标准S变换相比其具有十分优良的时频聚集性，具有十分广泛的应用前景。相对于S变换，广义S变换不受尺度宽度的影响，其时频分辨率不变。减少了时频谱中高频的加权效应。

摘要： 提出了一种新的自适应非平稳信号分析方法——局部波动特征分解(Local oscillatory-characteristic decomposition,LOD),该方法以信号本身的局部波动特征为基础,并采用微分、坐标域变换、分段线性变换等运算手段将信号分解为一系列瞬时频率具有物理意义的单波动分量(Mono-oseillatory component,MOC).每一个MOC分量都代表了原始信号的一种波动特征,从而能反映原信号的本质特征.在详细说明LOD的分解原理的基础上,分别采用LOD和经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)对仿真信号进行了对比分析,结果表明了LOD的有效性,以及在端点效应、迭代次数和分解时间等方面的优越性.

摘要： 双曲线调频脉冲(HFM)是主动声纳的常用发射波形,研究HFM的宽带模糊函数(WAF)可用于分析宽带条件下匹配滤波器的输出响应.延时HFM是HFM的普遍形式,未见其它文献研究其WAF.该文从瞬时频率的角度分析了延时HFM的WAF.结果表明延时HFM的WAF具有以下特点:1)具有线性峰脊线;2)峰脊线斜率由HFM的起始频率、终止频率、有效脉冲宽度和延时时间等参数决定;3)峰脊线斜率表达式可用于非延时HFM.仿真结果表明了理论结论的正确性.

摘要： 如今随着勘探深度的日益加深以及勘探难度日益增加,这便要求需要更高分辨率、更高精度的地震数据,而小波变换就是提高地震记录分辨率的方法之一.因此将小波变换与三瞬时剖面法相结合,其结果能够从三个瞬时属性方面更加精确、细致地描述出信号的形态特征。这说明将小波变换与三瞬时剖面法相结合并运用于地震资料处理中，有利于正确地，精准地认识地下地质体的分布以及对地震剖面作出的合理地质解释。

摘要： 一种用于定位车辆（V）的车轮（1、2、3、4）的轮胎压力监测系统中的压力传感器的方法，其包括以下步骤：‑采集表征待确定的频率的周期性信号，且其中的特定点表征所述信号的相位的参考；‑在所述信号的至少一个连续部分中鉴别参考序列；‑通过计算信号的至少一个连续部分中参考序列的鉴别之间的滞后的函数，确定信号的频率的时间演变；‑在所述信号的周期内确定与表征信号的相位的参考的点相对应的时刻，以及从中推导出频率的时间演变、信号相对于表征相位的参考的点的瞬时相位。

摘要： 一种用于定位车辆（V）的车轮（1、2、3、4）的轮胎压力监测系统中的压力传感器的方法，其包括以下步骤：‑采集表征待确定的频率的周期性信号，且其中的特定点表征所述信号的相位的参考；‑在所述信号的至少一个连续部分中鉴别参考序列；‑通过计算信号的至少一个连续部分中参考序列的鉴别之间的滞后的函数，确定信号的频率的时间演变；‑在所述信号的周期内确定与表征信号的相位的参考的点相对应的时刻，以及从中推导出频率的时间演变、信号相对于表征相位的参考的点的瞬时相位。

摘要： 一种基于频率功率映射和信道化的瞬时多频率测量系统装置，涉及微波光子学、光电子器件领域。连续波激光器的光输出端分成三路，在中间支路中，待测多频信号输入单驱动马赫曾德尔调制器进行载波抑制双边带调制，紧接着由光带通滤波器保留上边带。在下支路，由一个相位调制器在大信号调制的条件下，通过本振信号源生成非平坦衰落的光频梳，并与中间支路保留的上边带信号进行合束，并送往低速光电探测器进行拍频，由此高频信号被映射到低频段，而子信道是通过拍频信号的功率比来区分，并最终得到测量频率。上支路的相位调制器以及合束部分原理与下支路相同，用来处理频率模糊问题，原理其区别仅本振信号源的调制带宽。

摘要： 微波瞬时频率提取和放大方法及瞬时频率测量方法与系统，其中，微波瞬时频率提取和放大方法包括以下步骤：通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大。本发明突破了传统电子式瞬时频率测量系统的“电子瓶颈”，具有大带宽、抗电磁干扰等优点；本发明基于光电混合闭环的方式来提取瞬时频率，克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性等缺点，可以在提高系统的测量精度的同时保证系统的实用性，能够在工程实践中得到广泛应用。

摘要： 一种三相电机电流信号瞬时频率和瞬时包络提取方法，利用同步采集的三相电流信号，通过电流变换，构造电流信号对应的解析信号；通过对解析信号模与幅角的计算，得到瞬时包络与瞬时相位；通过数值微分算法，计算瞬时频率，并对于瞬时频率中的奇点，使用相位解卷绕算法处理；通过离线滤波处理，去除瞬时频率的高频分量，得到较精确的瞬时频率；本发明实现了三相电流信号的解调和瞬时转速的提取，相比于传统方法计算速度更快，有助于机电设备的实时监测，对于电机及传动部件的故障诊断、机械部件的运行状态获取具有重要意义。

摘要： 一种频率偏差估计器（20，40）估计接收信号中的瞬时频率偏差，接收信号包括跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块。每个导频子块包括一个或多个导频符号。估计器（20，40）配置成从跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块中选择要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块。估计器（20，40）对跨越导频子块中的多个导频子块的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT），所述多个导频子块包括所述特定导频子块以及与所述特定导频子块相邻的一个或多个辅助导频子块。然后，估计器（20，40）基于所得FFT或DFT输出而获得所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计。

摘要： 微波瞬时频率提取和放大方法及瞬时频率测量方法与系统，其中，微波瞬时频率提取和放大方法包括以下步骤：通过将待测信号注入能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大。本发明突破了传统电子式瞬时频率测量系统的“电子瓶颈”，具有大带宽、抗电磁干扰等优点；本发明基于光电混合闭环的方式来提取瞬时频率，克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性等缺点，可以在提高系统的测量精度的同时保证系统的实用性，能够在工程实践中得到广泛应用。

摘要： 一种三相电机电流信号瞬时频率和瞬时包络提取方法，利用同步采集的三相电流信号，通过电流变换，构造电流信号对应的解析信号；通过对解析信号模与幅角的计算，得到瞬时包络与瞬时相位；通过数值微分算法，计算瞬时频率，并对于瞬时频率中的奇点，使用相位解卷绕算法处理；通过离线滤波处理，去除瞬时频率的高频分量，得到较精确的瞬时频率；本发明实现了三相电流信号的解调和瞬时转速的提取，相比于传统方法计算速度更快，有助于机电设备的实时监测，对于电机及传动部件的故障诊断、机械部件的运行状态获取具有重要意义。

摘要： 本公开提供了一种基于微波频率‑功率映射的瞬时频率测量装置及方法，包括激光器、强度调制器、单模光纤以及光电探测器，将待测微波信号通过强度调制加载到两种不用波长的光波上，之后通过单模光纤的衰减作用，最后利用光电探测器对两路信号检测，测量其功率值并建立功率比较函数，根据功率和频率的一一对应关系，计算出待测频率，可以通过改变两路激光器信号的波长实现调节测量范围的目的，还具有结构简单、测量误差小等优点。

摘要： 微波瞬时频率提取和放大装置及微波瞬时频率测量装置，其中，微波瞬时频率提取和放大装置包括能够产生自激振荡的光电混合环路，通过将待测信号注入该能够产生自激振荡的光电混合环路，基于游标卡尺效应提取待测信号瞬时频率，并通过自激振荡使得携带待测信号瞬时频率的单频信号从光电混合环路稳定输出，实现待测信号的瞬时频率在被提取的同时被进一步放大。本实用新型基于光电混合闭环的方式来提取瞬时频率，克服了光学相干系统的环境敏感性、测量精度对部分器件参数的高敏感性等缺点，可以提高测量系统的测量精度，同时其结构简洁、实用性强，可以在工程实践中广泛应用。