融合KFCM及頻譜質心的瞬時頻率估計算法研究

摘要：基于時頻分析和峰值搜索的瞬時頻率估計方法對噪聲敏感,結果誤差較大。為降低噪聲引起的瞬時頻率估計誤差,提出一種融合核模糊C均值聚類(KFCM)及頻譜質心的旋轉機械瞬時頻率估計算法。依據不同信號分量能量的差異,采用核模糊C聚類的方法,對時頻矩陣中的元素點聚類分析,去除時頻面上能量噪聲點和孤立點,在此基礎上利用頻譜質心算法,提取瞬時頻率,進而估計轉速。采用仿真實驗對該方法進行驗證,誤差為0.5%,證明了該算法的有效性。用該方法對旋轉機械加速過程中的振動信號進行分析,取得了明顯的轉速估計效果,誤差為1.87%。仿真算例和應用實例表明該方法能實現對旋轉機械振動信號的瞬時頻率估計。