[发明专利]一种瞬态特征时频分析与重构方法

权利要求书

1.一种瞬态特征时频分析与重构方法，其特征在于，包括：

在分析频带内，构造一系列峰值频率不同的峰值滤波器；

将待分析信号分别作用于所构造的各个峰值滤波器上，得到各个峰值滤波器对应的峰值滤波信号；其中，所述待分析信号为目标机械设备的振动、位移、声音或电气信号；

以峰值滤波信号的包络平方信号为时频矩阵中对应峰值频率的行向量，构造待分析信号的时频矩阵，从时频矩阵中提取瞬态特征；

将瞬态特征时频范围对应的峰值滤波信号相加，并对叠加信号除以幅值修正系数，得到重构的瞬态特征；

其中，所述在分析频带内，构造一系列峰值频率不同的峰值滤波器包括：

将分析频带离散化为一系列特征频率，以离散频率为峰值频率，在分析频带内，构造一系列峰值频率不同的峰值滤波器；

其中，所述将分析频带离散化为一系列特征频率，以离散频率为峰值频率，在分析频带内，构造一系列峰值频率不同的峰值滤波器包括：

在分析频带内，等频率间隔或不等频率间隔地选取个离散频率，其中，，表示离散频率的序号，表示离散频率序列长度；

以各个离散频率为峰值频率，构造相应的峰值滤波器；

其中，若构造的峰值滤波器为二阶峰值滤波器，其传递函数为：

其中，为变换中的自变量；为峰值滤波器的峰值频率对应的角频率；表示整体归一化增益；

其中，整体归一化增益表示为：

其中，表示通带带宽为、滤波增益为时的传递函数系数；

其中，所述以峰值滤波信号的包络平方信号为时频矩阵中对应峰值频率的行向量，构造待分析信号的时频矩阵，从时频矩阵中提取瞬态特征包括：

计算各个峰值滤波信号的包络平方信号；

构造行数为、列数为的空值时频矩阵；其中，为待分析信号长度；

将包络平方信号赋予时频矩阵中对应峰值频率的行向量，即：时频矩阵的第行，构造待分析信号的时频矩阵；

从待分析信号的时频矩阵中提取瞬态特征的发生时间和振荡频率；

其中，峰值滤波信号的包络平方信号表示为：

其中，表示希尔伯特变换；

其中，所述将瞬态特征时频范围对应的峰值滤波信号相加，并对叠加信号除以幅值修正系数，得到重构的瞬态特征包括：

根据构造的待分析信号的时频矩阵，定位瞬态特征的时频范围；

将瞬态特征的时频范围内的峰值滤波信号相加，得到叠加信号；

将叠加信号的幅值除以幅值修正系数，得到重构的瞬态特征；

其中，幅值修正系数表示为：

其中，表示频率为时的峰值滤波器的幅值-频率响应特性曲线数值，表示频率为时的峰值滤波器的相位-频率响应特性曲线数值，表示离散频率的序号，表示离散频率序列长度。