基于VMD-PWVD的內燃機振動信號時頻分析方法

岳應娟，孫 鋼，蔡艷平，王 旭

（火箭軍工程大學理學院，陜西西安，710025）

基于VMD-PWVD的內燃機振動信號時頻分析方法

岳應娟，孫 鋼，蔡艷平，王 旭

（火箭軍工程大學理學院，陜西西安，710025）

針對Wigner-Ville分布（WVD）在分析多分量信號時交叉干擾項與時頻聚集性相互矛盾的問題，提出一種基于變分模態分解的偽魏格納分布法（VMD-PWVD），以抑制WVD分布中的交叉項。該方法首先對信號進行VMD分解，將信號在頻域上進行剖分，得到一組相互獨立的具有不同頻率的固有模態函數（IMF）分量，然后對每個IMF分量進行PWVD分析，最后把各個IMF分量的PWVD分析結果線性疊加，重構原始信號的時頻分布。仿真結果表明，該方法在有效地從頻域和時域雙向抑制WVD交叉項的同時，又保留了WVD分布法原有的優良特性。將VMD-PWVD應用于內燃機缸蓋振動信號的時頻分析中，能很好地刻畫出不同工況信號的特征信息，各時頻分量物理意義明確，是一種有效的時頻分析方法。

內燃機；振動信號；時頻分析；WVD；VMD-PWVD；交叉項；變分模態分解

內燃機缸蓋振動信號往往包含著豐富的故障信息。由于振動分析診斷方法具有不解體性和實時性，目前仍一直是內燃機狀態監測和故障診斷的研究熱點。如何從簡單的一維振動信號中提取出故障信息，是故障診斷最關鍵也最困難的環節，直接關系到故障診斷的準確性和故障早期預報的可靠性［1］。

內燃機振動信號具有較強的非線性、非平穩時變特征，傳統的分析方法并不適用。目前非平穩信號處理的主……