噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (1): 152-157.

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群延迟加权的非凸稀疏时频分析方法及其应用

赵文强1，王正伟1，周军1，石生超1，马海峰2，李富才3   

  1. ( 1. 国网青海省电力公司电力科学研究院，西宁810008；2. 国网青海省电力公司超高压公司，西宁810021；3. 上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室，上海200240 ）
  • 收稿日期:2023-03-27 修回日期:2023-11-01 出版日期:2025-02-18 发布日期:2025-02-07

Weighted Group-delay and Non-convex Sparse Time-frequency Analysis Method and Its Application in Fault Diagnosis

  • Received:2023-03-27 Revised:2023-11-01 Online:2025-02-18 Published:2025-02-07

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摘要： 时频分析方法被广泛应用于机械系统故障诊断，如何有效提高非平稳信号的时频分布可读性成为时频分析的难点。将稀疏理论与时频分析方法相结合，可实现高分辨率的时频表示。在理想脉冲信号模型的基础上，将群延迟算子引入广义极大极小凹正则稀疏时频表示模型，提出基于群延迟加权的非凸稀疏时频表示。首先，建立基于广义极大极小凹正则的非凸稀疏时频模型，并给出保证目标函数凸性的参数条件。其次，推导群延迟算子并建立加权策略，提出前向后向分裂算法以求解加权非凸稀疏时频表示模型。再次，利用仿真信号对所提方法在时频聚集性和重构性等方面的性能进行分析。最后，根据滚动轴承的模拟信号和实验信号进行故障分析，验证了所提出的方法在滚动轴承故障诊断中的有效性。

关键词: 故障诊断, 稀疏理论, 时频分析, 群延迟, 非平稳信号