文档介绍：西北工业大学硕士学位论文
基于时变参数建模的时频分析方法
及其应用研究
摘要
非平稳随机信号分析是现代数字信号处理的一个重要分支,而基于时变参数建
模的自适应时频分析是处理非平稳信号的一个有效工具。其中,如何对信号选取适
当的基时间函数建模是一个难点,也是一项具有积极学术意义和明确应用价值的课
题。本文在系统学习现有时频分析的基础上,提出了递推时频分析思想,详细研究
了基于时变参数建模的自适应时频分析方法,并通过理论分析和数字仿真完成了相
应的数值特性与立应用特性研究。
根据颤振试验的原理和特点,本文将基于时变参数建模的自适应时频分析算法
引入到飞机结构亚临界响应分析的颤振边界预测研究当中,提出了适用于
连续变速颤振试验的方法。经数字仿真及在某型飞机气弹模型低速风洞颤振试
验数据处理,验证了本文方法的可行性、可靠性和工程实用性。
本文相关数值仿真与分析软件基于虚拟仪器设计开发。
【关键词】
自适应时频分析
时变参数建模
颤振试验数据处理
颤振边界预测
西北「业大学硕士学位论文
知识水坝***@pologoogle为您整理
西北业大学硕十学位论文
第一章前言
时频分析概述
一般来说,信号是以时间为自变量来表示的。年,法国工程师傅立叶
提出的“傅立叶级数”及随后的傅立叶分析为信号的频域描述奠定
了重要的基础。通过傅立叶变换,信号可以分解为不同的频率分量。也就是说,信
号也可使用频率作为自变量来表示,称之为频谱。傅立叶变换建立了信号从时间域
到频率域的桥梁,构成了处理平稳信号的主要方法。在傅立叶分析理论的应用与发
展过程中,人们逐渐发现了该类基于平稳过程假设的变换的不足,己经不能满足客
观上大量存在的非平稳信号的分析要求。傅立叶变换在整体上将信号分解为不同的
频率分量,缺乏局域性信息,即不能明确某种频率分量发生在哪些时间内,而对非
平稳信号的分析来说这一点是十分重要的。
对于非平稳信号的研究工作开始于二十世纪四十年代。非平稳信号的典型例子
当数人的语音信号,和等人为了研究语音信号提出了语谱图
方法,定义为信号短时傅立叶变换
的模平方。短时傅立叶变换的基本思想是假定非平稳信号在分
析窗函数限定的一个短的时间间隔内是平稳伪平稳的,然后沿时间轴移动窗函
数,计算出信号在各个不同时间段的频谱,取其模平方,即可得到信号的时变功率
谱。这种方法的主要缺陷是对应一定的时间段,只是对其窗口内的信号作分析,
若选择的分析窗函数较窄即时间分辨率高,则频率分辨率低而如果为了提高频
率分辨率使窗函数变宽,则局部平稳假设难以满足,同时还降低了时间分辨能力。
许多自然界的信号和人工信号,它们的谱分量变化是如此之快和不规则,以至于难
以找到一个合适的短时窗函数,能够使信号在其时间宽度内或多或少满足平稳性的
假定,而又不使窗宽过窄。从本质上讲,短时傅立叶变换是一种单一分辨率的信号
分析方法,因为它使用一个固定的短时窗函数。后来,短时傅立叶变换发展成为自
适应的方法,即对不同的信号段选择长度不一的合适窗函数,在一定程度上改善了
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西北业大学硕十学位论文
第一章前言
时频分析概述
一般来说,信号是以时间为自变量来表示的。年,法国工程师傅立叶
提出的“傅立叶级数”及随后的傅立叶分析为信号的频域描述奠定
了重要的基础。通过傅立叶变换,信号可以分解为不同的频率分量。也就是说,信
号也可使用频率作为自变量来表示,称之为频谱。傅立叶变换建立了信号从时间域
到频率域的桥梁,构成了处理平稳信号的主要方法。在傅立叶分析理论的应用与发
展过程中,人们逐渐发现了该类基于平稳过程假设的变换的不足,己经不能满足客
观上大量存在的非平稳信号的分析要求。傅立叶变换在整体上将信号分解为不同的
频率分量,缺乏局域性信息,即不能明确某种频率分量发生在哪些时间内,而对非
平稳信号的分析来说这一点是十分重要的。
对于非平稳信号的研究工作开始于二十世纪四十年代。非平稳信号的典型例子
当数人的语音信号,和等人为了研究语音信号提出了语谱图
方法,定义为信号短时傅立叶变换
的模平方。短时傅立叶变换的基本思想是假定非平稳信号在分
析窗函数限定的一个短的时间间隔内是平稳伪平稳的,然后沿时间轴移动窗函
数,计算出信号在各个不同时间段的频谱,取其模平方,即可得到信号的时变功率
谱。这种方法的主要缺陷是对应一定的时间段,只是对其窗口内的信号作分析,
若选择的分析窗函