一种局部特征尺度分解局部均值点求取方法

发布时间：2021-08-29 04:06

　　局部特征尺度分解是一种基于信号时域局部特征的自适应分解方法,其核心在于准确估计局部均值点。为保证局部均值点的估计精度,进而提高分解质量,给出了一种基于分段三次样条插值的局部特征尺度分解均值点求取方法。估计某一个极值点时刻对应的局部均值点时,首先,找出与该极值点相邻的4个不同类型的极值点,基于三次样条方法插值出极值点之间的局部包络线;其次,在包络线上求取极值点时刻对应的镜像极值点;最后,把原始极值点与对应的镜像极值点取算术平均值作为局部均值点。通过对仿真信号和齿轮断齿振动信号的自适应分解发现了该方法能有效提高分解质量。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(09)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图5 分段三次样条插值LCD分解结果

如图1所示,LCD方法将 ( τ k-1 ,X k-1 ) 、 ( τ k+1 ,X k+1 ) 直线连接,作为局部上包络曲线,将上包络曲线在τk的取值与Xk求平均,作为τk处的局部均值点。未考虑另外相邻两个极大值点 ( τ k-3 ,X k-3 ) 、 ( τ k+3 ,X k+3 ) 的信息。由与τk处最近的4个极大值的幅值变化趋势可以看出,实际上包络曲线在τk处应具有“上凸”的特性,标准LCD方法估计的上包络曲线在τk处的取值明显偏小。若综合考虑 ( τ k-3 ,X k-3 ) 、 ( τ k-1 ,X k-1 ) 、 ( τ k+1 ,X k+1 ) 及 ( τ k+3 ,X k+3 ) ,采用高阶插值方法可得到一条新的上包络曲线,与实际上包络曲线具有相同的“上凸”趋势。将该曲线在τk的取值(镜像极值点)Xk ′与原始极值点Xk求算术平均,可得到更准确的局部均值点估计值。因此,估计一个极值点处的均值点应合理地添加临近的极值点作为约束。但增加过多的约束极值点会增加插值的限制条件,降低LCD对低频、短数据集的分解能力。因此,本文建议两侧各增加一个临近极值点作为约束条件,即计算某一个极值点对应的均值点时,将该极值点和相邻的4个不同类型的极值点作为计算条件。

仿真信号时域波形

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混合插值与多项式修正的局部特征尺度分解端点效应抑制方法[J]. 张征,崔伟成.  振动与冲击. 2018(22)
[2]局部特征尺度分解与局部均值分解的对比研究[J]. 崔伟成,李伟,孟凡磊,刘林密.  机械传动. 2017(04)
[3]基于分段多项式的局部特征尺度分解方法及应用[J]. 吴占涛,程军圣,曾鸣,郑近德.  振动与冲击. 2016(04)
[4]自主致密局部特征尺度分解方法及其应用[J]. 吴占涛,程军圣,李宝庆,郑近德.  中国机械工程. 2015(11)
[5]广义经验模态分解性能分析与应用[J]. 郑近德,程军圣,曾鸣,罗颂荣.  振动与冲击. 2015(03)
[6]完备总体平均局部特征尺度分解及其在转子故障诊断中的应用[J]. 郑近德,程军圣,聂永红,罗颂荣.  振动工程学报. 2014(04)
[7]基于BLCD和双谱的齿轮故障诊断方法[J]. 程军圣,李海龙,杨宇.  振动与冲击. 2013(08)
[8]局部特征尺度分解方法及其分量判据研究[J]. 杨宇,曾鸣,程军圣.  中国机械工程. 2013(02)
[9]局部特征尺度分解方法及其分解能力研究[J]. 杨宇,曾鸣,程军圣.  振动工程学报. 2012(05)
[10]局部特征尺度分解方法及其在齿轮故障诊断中的应用[J]. 程军圣,杨怡,杨宇.  机械工程学报. 2012(09)



本文编号：3369872