基于希尔伯特-黄变换的屏蔽泵瞬态信号评估研究

许得水，卢 军，刘桂祥，张 鲲，林 松，韩 超

（中国核动力研究设计院，四川 成都 610213）

0 引言

旋转部件对于各类机械装置都是必不可少的，其振动信号大部分是非线性、非平稳信号。屏蔽泵作为舰船上重要的旋转设备，在启动时会产生较强的瞬时振动和声辐射，严重影响舰船的隐蔽性。反潜技术研究中，学者已开始研究舰船所产生的瞬态信号[1-2]。瞬态信号维持时间短，属于非线性、非平稳信号，且不具备重复性，对其频域特性的分析评估研究较少。为减小瞬态振动及其声辐射的影响，需采取一定的减振措施。因此，研究瞬态信号的频域特性，进而对其进行定量评估是必要的。

对非稳定信号的研究，主要方法包括短时傅里叶变换、小波变换以及希尔伯特-黄变换。短时傅里叶变换不能在时域、频域同时获得较高的分辨率。小波变换时，频窗并非完全自适应的且鲁棒性不强[3]。

20 世纪末，美国华裔科学家HUANG E 等人提出了希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform，HHT），赋予频谱新的物理意义，打开了非线性、非平稳信号研究的新思路。后经过学者的研究逐渐完善[4-6]，证明该方法能够精确地表达信号时域和频域特征，是自适应性更强的时频局部分析方法[7-9]。随着此方法的不断完善和发展，其应用也越来越广泛，如非稳态信号分析[10-11]、故障诊断[12-14]以及水声信号处理[15]等。

然而，目前采用希尔伯特-黄变换对瞬态信号进行的研究只有少量研究分析到Hilbert 谱，没有对其进行定量评估。因此，本文基于希尔伯特-黄变换，对屏蔽泵瞬态信号进行研究，分析其频域特性，进而对信号进行定量评估。……