机电设备故障诊断PPT教学课件-第3章 故障特征的识别方法（5）.ppt

1,机电设备故障诊断,重点实验室张建宇2011-11-14,EquipmentFaultDiagnostics,2,2,第3章故障特征的识别方法,3.1时域分析方法3.2频域精密诊断3.3解调技术3.4时频联合分析,本章内容：,3.4时频联合分析,3.4.1时频联合分析的意义3.4.2短时傅里叶变换3.4.3Wigner-Ville分布,20Hz,80Hz,120Hz,3.4.1时频分析的意义,平稳与非平稳信号：,20,80,120Hz,FT,平稳与非平稳信号：,3.4.1时频分析的意义,Magnitude,20Hz,80Hz,120Hz,平稳与非平稳信号：,3.4.1时频分析的意义,FT,平稳与非平稳信号：,3.4.1时频分析的意义,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,X,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,FT,STFT,时频分析的提出：短时傅里叶（STFT）,3.4.2短时傅里叶变换,3.4.2短时傅里叶变换,例：轴承实验信号分析,正常轴承,滚动体点蚀,内圈点蚀,外圈点蚀,3.4.3Wigner-Ville分布,E.P.Wigner,1932年，E.P.Wigner在量子力学中提出了Wigner分布，这是一种二次时频分布（即信号在变换中被使用了两次）。,瞬时自相关,因此，J.Ville用x(t)的解析信号xc(t)代替Wigner分布定义中的实信号。,Hilbert变换,要求过采样容易产生畸变,(1)起源与发展,23,3.4.3Wigner-Villa分布,(1)起源与发展,线性调频信号：,频谱图,时域图,Wigner-Ville分布,24,3.4.3Wigner-Ville分布,Wigner-Ville分布有很多优点（如：对称性、时移不变性、频移不变性等）。,(2)交叉项的抑制,Wigner-Ville分布对单分量LFM（线性调频）信号具有较好的时频聚集性。,主要不足：对于多分量信号，存在交叉项，即：,假设一个信号由两个分量构成,其WV分布：,互Wigner分布，即交叉项。,不满足线性叠加原理！,25,3.4.3Wigner-Ville分布,(2)交叉项的抑制,伪Wigner-Ville分布：时域加窗的Wigner-Ville分布。,解决办法：,平滑伪Wigner-Ville分布：时频域同时加窗的WV分布。,许多学者也设计出了不同的核函数，来消除Wigner-Ville分布的交叉项，如Choi-Wi