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  小型挖掘机噪声信号的小波分析

  傅里叶变换的基本思想是将信号转换为一系列正弦波的叠加,与此类似小波分析的思想是将信号转换成一系列的“小波”的线性组合。与傅里叶变换使用的正弦基不同是,小波分析中的小波基在时域内与频域都是有限的,所以小波分析的结果中既含有信号的频域特征也包含信号的时域信息。小波分析具有的变分辨率的特点,使其对信号能进行全面分析,既能观察到信号的整体特征又能观察到信号的局部细节。小波分析的这些特点使其在噪声信号分析、图像处理、语音识别、地震勘测等领域得到广泛的应用。

  小型挖掘机在工作是转速有一定程度的波动,造成了其噪声信号的非平稳性。而在实际工作过程中,挖掘机用小型挖掘机随着负荷与转速的波动,噪声信号不断变化,其瞬变特征更加明显。利用小波分析的变分辨率特点,不但可以分析得到柴油机噪声的主要频率范围,还能看到整个过程中噪声频率的变化。
小型挖掘机噪声信号的小波分析
  小波变换的特点

  通过对小波函数进行尺度伸缩和时间平移能够使小波变换的分析范围灵活变化。因此,小波变换有以下几个特点:

  1、具有多分辨率(也称为多尺度)的特点,可以由粗到精地逐步观察信号。

  2、小波变换也可以看成用基本频率特性为的带通滤波器在不同尺度下对信号作滤波。

  3、有利于检测信号的瞬态或奇异点。

  信号中的高频成份往往对应时域中的快变成份,如陆的前沿、后沿、尖脉冲等。对这一类信号分析时则要求时域分辨率要好以适应快变成份间隔短的需要,对频域的分辨率则可以放宽,当然,时、频分析窗也应处在高频端的位置。
小型挖掘机噪声信号的小波分析
  与此相反,低频信号往往是信号中的慢变成份,对这类信号分析时一般希望频率的分辨率要好,而时间的分辨率可以放宽,同时分析的中心频率也应移到低频处。

  显然,小波变换的特点可以自动满足这些客观实际的需要。总结小波变换的特点可以得到结论,当用较小的对信号作高频分析时,实际上是用高频小波对信号作细致观察,当我们用较大的对信号作低频分析时,实际上是用低频小波对信号作概貌观察。小波变换的这一特点即既符合对信号作实际分析时的规律,也符合人们的视觉特点。

  
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