一种基于非对称窗的相位差法-振动与冲击.PDFVIP

振　动　与　冲　击 第３４卷第１８期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１８２０１５　  一种基于非对称窗的相位差法 罗久飞，谢志江，熊　鹰 （重庆大学 机械工程学院，重庆　４０００４４） 　　摘　要：提出一种新的相位差法，用来校正离散频谱中频率、相位和幅值的误差。由于经典窗函数的对称性，它们 具有恒定的时延和相同的相位响应。解除窗函数的对称性限制，可以引入具有可变时延和不同相位响应的非对称窗函 数。建立在非对称窗的可变相位基础之上的相位差法可以克服传统方法的一些固有缺点。仿真表明通过选择合适的窗 函数，对相邻很近的频率成分，该方法校正也能保证精确的结果。该方法还可以从根本上避免最高谱线定位错误带来的 误差。对带有加性高斯白噪声的理论信号分析，结果显示直接基于非对称窗的校正方法与传统方法的抗噪性能相似。另 外，将传统方法中的对称窗替换为非对称窗可以提高算法的抗噪性能。 关键词：窗函数；线性相位；频谱校正；相位差法 中图分类号：ＴＮ９１１．６　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１５．１８．０２５ Ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｗｉｎｄｏｗｓ ＬＵＯＪｉｕｆｅｉ，ＸＩＥＺｈｉｊｉａｎｇ，ＸＩＯＮＧＹｉｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄ，ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｗｉｎｄｏｗｓ，ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｉｍｉｎｇａｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇｔｈｅｅｒｒｏｒｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｄｉｓｃｒｅｔｅｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ｓｅｖｅｒａｌｅｘａｍｐｌｅｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｐｒｏｐｅｒｃｈｏｉｃｅｏｆ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｗｉｎｄｏｗｓ，ｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｃａｎｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅｅｒｒｏｒｓｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｌｅｓｓｔｈａｎｆｉｖｅＤＦＴｂｉｎｓ． Ａｎｄｉｔｃａｎａｌｓｏａｖｏｉｄｔｈｅｅｒｒｏｒｓｉｎｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｍｉｓｔａｋｅｎｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｒｉｇｈｔｓｐｅｃｔｒａｌｌｉｎｅ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｉｇｎａｌｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｏｉｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｌｓｏｅｘｈｉｂｉｔａｓｔｒｏｎｇｅｒｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓａｇａｉｎｓｔａｄｄｉｔｉｖｅｎｏｉｓｅｗｈｅｎｔｈｅ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｗｉｎｄｏｗｓａｒｅｒｅｐｌａｃｅｄｗｉｔｈａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｗｉｎｄｏｗｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｏｗｓｆｕｎｃｔｉｏｎ；Ｌｉｎｅａｒｐｈａｓｅ；ｓｐｅｃｔｒｕｍｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ 　　在离散频谱分析中，由于无法整周期截断信号以 已知谱线的加权比值来得到信号的精确频率，因此又 及有限的观测时间，不可避免地引入频谱的泄露和栅 叫比值法。目前，已经衍生出多种不同的算法［６－１８］。 栏效应，常常导致频率成分的频率、振幅和相位存在一 ＦＴ连续变焦法也被称为有哪些信誉好的足球投注网站法，通过反复使用离散傅 定的误差。加窗技术可以在一定程度上减轻这种缺 里叶变换有哪些信誉好的足球投注网站出临近区域的最高谱线，来获得信号的 陷，但不能彻底地解决。例如，对加矩形窗和汉宁窗的 精确频率。这种算法易于理解和实施，但是计算量相 ［