非平稳的周期信号

幸福花儿

什么是非平稳周期信号？大家都说内燃机因为工作过程中负载不一样造成转速不一样，因而辐射的噪声信号为非平稳周期信号，可以用小波分析进行分析。有谁可以具体介绍一下，什么是非平稳周期信号？谢谢；啊！

yghit08

非平稳是统计特征，那么是不是非平稳信号一定不会是周期信号，因为平稳性反映的就是时间分布上不重复性，如果会是周期信号，那么统计时间覆盖到这个周期就能得到平稳统计特征，接着就不能称非平稳了。也许我理解的不对，待大神出现。

chybeyond

做伤损识别时看到过一些相关文章，我理解周期指的是内燃机特有的往复工作模式。论文《柴油机故障的振动特征提取及故障识别》的解释：
柴油机一个工作循环中由于汽缸内压力、运动机构惯性力等的周期性变化，导致了柴油机的非平
稳的冲击性振动。柴油机每个工作循环中相同时刻的受力基本一致，每个循环的振动基本相同。当多缸
同时工作时由于各缸的工作周期相差固定的角度，实际机体上的振动是各缸激发的周期性非平稳振动
的叠加，仍然具有周期性。因此，柴油机的振动是一种周期性的循环非平稳振动。

幸福花儿

chybeyond 发表于 2015-1-12 14:11
做伤损识别时看到过一些相关文章，我理解周期指的是内燃机特有的往复工作模式。论文《柴油机故障的振动特征 ...

谢谢你详细的解释，你说的那个论文我在知网上没搜到，但是我看很多关于内燃机降噪方面的文章，都有一些解释和你说的一样。谢谢啦！

chybeyond

幸福花儿 发表于 2015-1-12 14:23
谢谢你详细的解释，你说的那个论文我在知网上没搜到，但是我看很多关于内燃机降噪方面的文章，都有一些解 ...

柴油机故障的振动特征提取及故障识别.pdf (264.38 KB, 下载次数: 4)

2015-1-12 14:48 上传

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幸福花儿

chybeyond 发表于 2015-1-12 14:48

振动工程学报，下来看看，04年的文章知网怎么没有收录啊

weiyan342936805

个人理解是内燃机工作过程中速度不可能是绝对的匀速，即速度存在波动，这就导致信号从整体上说是非平稳的，但信号又是周期性的，所以称之为非平稳周期信号。这种信号的速度波动一般比较小

yugang2010

这个概念，挺乱的。一般理解正弦余弦信号，为平稳周期信号。内燃机振动主要有，爆燃激励和活塞拍击激励等冲击信号，还有飞轮旋转造成的周期信号。所以，内燃机信号是平稳和非平稳信号的混合。现在分析手段，还是傅里叶，短时傅里叶和小波。其实，这三种方法的缺点都很明显。fft的缺点是无法反应出时间变量，最大的优点是具有最大的频率分辨率。短时傅里叶一定程度上弥补了时间分辨率的不足，但是由于在高斯窗函数之下的傅里叶基，分析高频时时间分辨率差，分析低频成分时频率分辨率差。同时，由于傅里叶基与内燃机信号的相似性较差，所以，形成的时频图乱糟遭的。小波，在不同尺度上采用了，不同时间宽的小波基，一定程度上弥补了短时傅里叶的不足，但是，，，，

yugang2010

小波分析，一般选用morlet母函数，因为它能最大程度地接近内燃机冲击信号。在分析时，发现，效果也不尽如人意，在时频平面上总是一团一团的东西，很讨厌。偶尔有几个频率成分能看清。其实，这是由于内燃机在爆燃阶段，是一个非平稳的调频过程，并不是一个平稳过程。小波或者短时傅里叶，都是通过截取一小段振动信号，假设在这一段中信号是平稳的。爆燃过程是一个很短时间的事件，所选取的分析窗很难保证满足分析要求，再加上那个测不准原则。用平稳窗函数，分析调频过程，实际上得到的就是一团一团的东西，只能看清楚个大体的频率范围。所以，现有的这些比较成熟的工具方法，在分析内燃机信号时，总是捉襟见肘。但是，写论文就是另外一个套路了，只要能自圆其说，随便你怎么写都是可以被发表的。

yugang2010

关于时频图中，由于内燃机调频成分，所形成的一团一团的东西。是由于，短时傅里叶与小波，都无法做到紧支撑。也就是说，无法同时满足很好的频率分辨率和时间分辨率。因此，利用短时傅里叶基与小波基做积分变换时（也可以理解为相关分析），只要有频率重合，时频图上就会出现一定的值，最终造成了一团一团的东西。

yugang2010

研究内燃机的振动，有很多方法，信号处理只是其中一种，但是比较直观而已。国内，比较好的是浙大和天大，他们实验室条件很好。想好好地研究内燃机，有好的实验条件是必不可少的，比如倒拖法，声强法，算是比较有效且经典的方法，但是都需要花不少的钱买设备。从信号处理的角度，一般是振动（加速度、位移、速度）和声音（声压、声强），有时候会需要缸内压力信号，但需要测量轴的角度的传感器。等等。

幸福花儿

嗯，谢谢你的回复，我在网上下了论文，大部分都是浙大和天大的。

wanyeqing2003

既然是周期信号，就应该是平稳的。非平稳信号，就不是周期的。

个人理解，是否平稳与信号分析长度和采样频率有关。
在一个工作周期内，信号是非平稳的。
如果分析长度内包含多个工作周期，信号应该是多谐波的周期信号。