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基于归一化时频系数与多同步压缩操作的弱振幅分量检测技术

DOI：10.1088/1361-6501/ab02d6 期刊：Measurement Science and Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-22 14:24:33
摘要： 在科学与工程的测量、仪器及传感领域，所记录信号通常呈现强非平稳特性，且各分量幅值相互差异显著。为清晰反映所有分量的快速频率波动，亟需提出有效的信号处理算法。作为新近提出的时频分析方法，多重同步压缩变换能通过迭代过程将扩散的时频系数压缩至时频平面内正确的瞬时频率轨迹位置。然而对于多分量信号中包含的弱幅值分量，现有时频表示结果仍难以检测其快速变化的瞬时频率。针对该问题，本研究采用归一化时频系数与多重同步压缩操作相结合的技术，完整展现含多种弱幅值分量的多分量信号复杂时频结构。该方法将幅值相关的时频系数统一归一化为恒定值，仅保留多次执行多重同步压缩操作后重分配的时频位置。将该方法应用于含弱幅值分量的多分量信号时，可清晰观测所有分量的时频结构。通过在模拟数据集和实验性摩擦故障信号集上的验证，实施结果充分证明了所提方法的优越性。
作者： Kun Yu，Hui Ma，Jin Zeng，Hongfei Li，Bangchun Wen
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研究概述 实验方案

研究目的

为解决多分量非平稳信号中幅值较弱分量的瞬时频率快速变化难以检测的问题，提出一种结合归一化时频系数与多重同步压缩运算的技术方法。

研究成果

该方法通过归一化时频系数并应用多重同步压缩操作，有效检测多分量信号中的弱振幅成分，仿真和实际应用验证了其有效性。它能提供清晰的时频结构，在性能上优于现有的STFT、SST和MSST等方法。

研究不足

该方法基于MSST构建，适用于具有快速频率波动的非平稳信号，但可能无法很好地处理具有显著脉冲特性的信号。多次迭代时计算效率可能成为问题，不过已提出终止条件来缓解这一情况。

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