[發(fā)明專利]基于同步壓縮聯(lián)合改進廣義S變換的時頻分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711240195.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108009347B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 芮義斌;嚴麗萍;謝仁宏;李鵬;郭山紅;呂云濤;杜禹
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/14
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種基于同步壓縮聯(lián)合改進廣義S變換的時頻分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對輸入信號x(t)進行快速傅里葉變換，得到信號頻譜；

步驟2、根據(jù)信號頻譜確定改進廣義S變換中控制因子a、b、c的值，得到窗函數(shù)表達式；

步驟3、對信號進行改進廣義S變換，得到時頻分布MGST(t，f)，其中t為時頻分析中的時間變量，f為頻率變量；

步驟4、對窗函數(shù)求導，得到每個頻率點對應的偏導數(shù)g′(t，f)，具體為：

其中，w(f)為窗長控制函數(shù)；

步驟5、將窗函數(shù)偏導數(shù)作為新的窗函數(shù)對信號進行廣義S變換，并結(jié)合閾值計算瞬時頻率v_MGST(t，f)，具體包含以下步驟：

步驟5-1、將窗函數(shù)偏導數(shù)作為新的窗函數(shù)，對信號進行廣義S變換，得到：

步驟5-2、設定參考閾值γ，計算瞬時頻率v_MGST(t，f)，瞬時頻率計算公式為：

步驟6、對時頻平面信號進行同步壓縮，得到高分辨時頻分布，具體包含以下步驟：步驟6-1、對于瞬時頻率軸上第l個頻率點，計算Δv_l，Δv_l＝v_l-v_l-1，其中l(wèi)∈[1，N]，N為信號采樣總點數(shù)，確定重排區(qū)間[v_l-Δv_l，v_l+Δv_l]；

步驟6-2、進行能量重排，得到SST_MGST(t，v_l)，計算公式為：

其中，v_l為同步壓縮后的頻率，f_k為改進廣義S變換譜上的離散化頻率點，Δf_k＝f_k-f_k-1，k∈[1，N]；

步驟6-3、重復步驟6-1、步驟6-2，直至所有瞬時頻率點完成計算，得到時頻結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步壓縮聯(lián)合改進廣義S變換的時頻分析方法，其特征在于，步驟2中根據(jù)信號頻譜確定改進廣義S變換中控制因子a、b、c的值，得到窗函數(shù)表達式，具體步驟為：

步驟2-1、根據(jù)信號頻譜確定時窗取值范圍[Δt_min，Δt_max]，其中Δt_min為最小時窗長度，Δt_max為最大時窗長度，通過下列不等式確定a和c的取值范圍：

步驟2-2、在取值范圍內(nèi)確定a和c的值，并取其中f_s為采樣頻率，并將a、b、c的值代入窗長控制函數(shù)中：

其中f為時頻分析中的頻率變量；

步驟2-3、將窗長控制函數(shù)帶入到窗函數(shù)中，得到改進后的窗函數(shù)，所用公式為：

其中t為時頻分析中的時間變量，f為頻率變量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步壓縮聯(lián)合改進廣義S變換的時頻分析方法，其特征在于，步驟3中對信號進行改進廣義S變換，得到時頻分布MGST(t，f)，所用公式為：

其中τ為積分變量，w(f)為窗長控制函數(shù)。