一种改进的MP-WVD滚动轴承信号时频分析方法

作者：王思豪; 王晓东^*; 李卓睿; 马军; 杨潇谊

来源：电子测量与仪器学报, 2020, 34(12): 133-143.

DOI：10.13382/j.jemi.B2003086

• 滚动轴承
• 时频分析
• 匹配追踪
• 魏格纳维利分布

针对魏格纳维利分布(WVD)方法直接对轴承振动信号进行分析时存在交叉干扰项的问题,提出一种基于改进匹配追踪(matching pursuit,MP)算法与WVD的滚动轴承信号时频分析方法。首先,根据对轴承振动信号的分析,确定MP算法中字典原子的基函数,并通过相关滤波法确定原子参数,完成字典构造。然后,利用快速傅里叶变换(fast Fourier Transform,FFT)计算信号与字典中原子的互相关谱,替代MP算法中的内积运算,对信号进行稀疏表示,迭代过程中根据残差信号的频谱更新字典中的频率参数。最后,对稀疏表示结果中的原子进行WVD计算,并以原子对应系数为权重将各原子的时频表示线性叠加,完成信号的时频分析。实验结果表明,有效提高了MP算法的计算速度,并且与3种WVD改进算法相比,本文方法时频分析结果的时频聚集程度更高,可以更好地克服WVD方法中的交叉干扰项,为滚动轴承信号的时频分析提供新的解决方法。

• 单位
  自动化学院; 昆明理工大学