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基于小波变换的柴油发动机辐射噪声线谱分析
Ξ
刘增力
1
, 刘增强
2
(
1. 昆明理工大学 信息工程与自动化学院 ,云南 昆明 650051 ;2. 昆明船舶设备研究中心 ,云南 昆明 650051
)
摘 要 对小波变换
(
多分辩率分析
)
用于柴油发动机辐射噪声分析. 利用小波变换的“变焦”性能 ,并基于其多分辨率分
析 ,以柴油发动机辐射噪声信号为对象 ,使用 Daubechies 小波及快速小波算法 ———Mallat 算法对其进行塔式分解 , 然后进行各
级小波波形结构特征提取 , 再结合经典谱估计的方法分析其线谱特征 ,进而提高线谱的分辨率 ,以获得更多的信息量 ,为柴油
发动机降低噪声提供理论依据. 分析表明 ,将小波变换应用于柴油发动机辐射噪声线谱分析具有重要的意义.
关键词 小波变换 ;噪声 ;线谱 ;柴油发动机
中图分类号 TN91117 文献标识码 A 文章编号 1672 —8513
(
2005
)
01 - 0054 - 04
Analysis of Linear Spectrum of Radiated Noise of the Diesel Engine
based - on Wavelet Transform
LIU Zeng2li
1
, LIU Zeng2qiang
2
(
11Faculey of Information Engineering and automation , Kunming University of Science and Technology ,
Kunming 650051 ,China ;21Research and Test Centre of Shipbuilding Equipment of Kunming , Kunming 650051 ,China
)
Abstract :This article discusses the application of wavelet theory to annlyze radiated noise of the diesel engine. Using
the“focus”performance of wavelet , from the view of multiresolution analysis , based on Mallat pyramid algorithm , the
multiresolution decomposition for the radiated noise signal of the diesel engine are achieved , with Daubechies type
wavelets. A higher linear spectrum resolution accuracy and more information about the radiated noise of the diesel engine
are obtained by combining classical PSD with wavelet to analyze the discrete approximate signal at each scale. Through ex2
periment we find it is efficient and can obtained exact linear spectrum of radiated noise of the diesel engine based - on
wavelet transform.
Key words :wavelet transform;radiated noise ;linear spectrum ;diesel engine
0 引言
通常 ,在信号分析中经典谱估计
(
傅里叶变换
)
是最常用
的方法 ,但其仅在全局上提供了信号整体奇异性的描述 ,无
法指出局部对整体奇异性的贡献. 利用小波变换自动改变窗
口长短的功能 ,可以很好地把信号在时间和频率上局部化 ,
从而赋予了信号的局部奇异性. 从分辨率看 ,小波变换很好
地解决了时间和频率分辨之间的矛盾 ,它在低频段用高的频
率分辨率和低的时间分辨率 ;而在高频段则采用低的频率分
辨率和高的时间分辨率. 从而可以聚焦到研究对象的任意细
节 ,这充分体现了当小波变换被视作一滤波器时 ,时间分辨率
必须随分析滤波器的中心频率的提高而提高 ,它的带宽是恒
定的相对带宽 ,这与非平稳
(
时变
)
信号特性也是相一致的.
1 小波变换理论的基本原理
如果
ψ(
t
)
∈ L
2
(
R
)
为满足“容许性条件”C
ψ
=
∫
+ ∞
- ∞
|
ψ(ω)
|
2
|
ω
|
d
ω
< ∞的基本小波 ,则经过平移和伸缩可得到一
族小波 :
ψ
a , b
(
t
)
=
ψ(
t - b
a
)
,对于任一函数
f
(
t
)
,其积分小
波变换为 :
ω
ψ
a, b
(
f
(
t
) )
=
1
a
∫
+ ∞
- ∞
f
(
t
)ψ(
t - b
a
)
dt
f ∈L
2
(
R
) (
1
)
(
1
)
式中 b 为平移参数; a 为伸缩参数;
ψ
为
ψ
的共轭函数. 改
变 a 之值 ,对函数
ψ(
t
)
具有伸展
(
a > 1
)
或收缩
(
a < 1
)
的
45
Ξ
收稿日期 :2004 - 10 - 24
作者简介 :刘增力
(
1966~
)
,男
(
汉族
)
,山东乳山人 ,工学硕士 ,高级工程师 ,主要研究方向 :信号与信息处理.
第 14 卷第 1 期
2005 年 1 月
云南民族大学学报
(
自然科学版
)
Journal of Yunnan Nationalities University
(
Natural Sciences Edition
)
Vol. 14 ,No. 1
Jan. 2005