概述
小波改换作为一种新的数学理论和办法，已得到了广泛的运用。特别近年来在振荡信号剖析、毛病诊断等范畴得到了愈来愈多的注重。可是介绍小波改换理论的文献资料往往都依据比较深邃的泛函剖析、测度空间等数学理论，给广阔工程技术人员带来了解方面的困难。本文从工程的视点动身，结合事例对小波改换在非平稳信号剖析中起到的效果进行论述。
视点域剖析是将信号与参阅旋转视点相关联，完结时域信号到视点域信号的转化，依据体系周期特性对视点域数据进行对应。本文经过对某缸盖反常敲击振荡和异响选用视点域剖析，并与发动机曲轴转角进行对应剖析，然后准确找出异响产生的本源部位。
1 小波改换
在许多毛病问题中，有时需特别关怀的是信号在部分范围内的时域特征，例如缸盖敲击异响是在什么时间产生的，这种剖析对时域分辨率要求很高，对频域分辨率要求低，而信号中高频部分对应时域中的快变成分，低频成分对应时域中慢变成分。由于针对相似特定的问题剖析时往往在要求高的时域分辨率一起，也需求满意必定的频率分辨率，使得对信号剖析需求时有必要权衡时域和频域二者分辨率的选取。信号剖析中最常用的傅里叶改换，其实质是把一个恣意波形用一系列不同频率的正弦波来表明，它不能有用剖析部分信号，不具有准确的时间部分化剖析的才能;短时傅里叶改换是典型的时频剖析办法，它具有时频部分化剖析的特色，可是其时间和频率分辨率都是确认不变，不能灵敏地反映信号的骤变，因而不能很好地描写骤变的信息;小波改换具有很好的时间部分性和改变的时频分辨率，因而满意了许多非平稳信号需求多分辨率的时频部分化的剖析要求。三种方法剖析都具有一致内积运算方法，不同点表现在基函数的差异，图1罗列三种改换方法基函数示意图。
图1 三种改换基函数示意图
从三种改换基函数差异能够显着看到三者的基函数实际上都是一组具有不同频率不一起宽的函数簇，傅里叶改换的基函数没有衰减，短时傅里叶改换和小波改换的基函数两头很快衰减到零，所以它们具有时间部分性。而小波改换的时宽又是改变的，因而小波改换的时频分辨率也是改变的，具有多分辨率的剖析特性。本文在发动机缸盖异响信号剖析时，选用LMS小波剖析模块，表现其在非平稳时变信号中的强壮剖析功用。
2 某型发动机“嗒嗒”异响信号的剖析
发动机气门组织是杂乱旋转机械的体系，其遭到的鼓励以及呼应十分杂乱，而且非线性极强，使得对缸盖外表拾取的振荡和噪声信号信噪比很低，选用传统的傅里叶改换很难去除背景噪声频率，导致过多地掩盖振荡噪声信号中的时变规则，很难准确提取气门组织运动规则的信息。本文针对某缸盖体系嗒嗒异响进行小波处理，准确提取异响的振荡和噪声特征，并在发动机曲轴转角视点域中对异响进行准确认义毛病点。
2.1 小波剖析对异响信号的提取
在对某整车NVH片面点评过程中，点评人员感觉在车内有细微间隔性的“嗒嗒”异响，此异响产生节奏很有规则，很简单引起客户感知和诉苦。经过进一步片面判别，该“嗒嗒”异响来自于发动机上部;为进一步查询该“嗒嗒“异响产生的原因，将异响发动机从上整车撤除后在消声室中对该发动机进行测验剖析。对缸盖顶部近场的噪声测验，经过对噪声测验信号的惯例傅里叶改换频谱剖析和小波剖析比照，如下图2至图4。显着看出图3中惯例频谱剖析所得到的频谱图上没有出现出与片面回放相对应的间隔性敲击异响，而图4中小波剖析图谱上则很规则地出现了间隔性的敲击信号。经小波剖析后回放试听，确认该异响在怠速760r/min时产生的频次为6次/1s，即曲轴旋转2次异响产生一次，首要频段会集在2300-3700Hz。经与时域数据对应，小波剖析图谱与时域数据中敲击时间有很好的对应联系。
图2 第1缸进气侧凸轮轴承座振荡及发动机上方噪声时域数据图
2.2 视点域界说毛病点
经过对“嗒嗒“异响小波剖析，根本能够确认该异响来自于气门组织体系，为进一步查询清晰异响产生的原因，还有必要准确认义该异响产生的部位。发动机曲轴转角剖析功用则供给了有力的剖析东西。为满意视点域剖析需求，运用磁电转速传感器收集发动机发动齿转速信号，由于发动齿圈132齿，所以视点域剖析精度在3°邻近，满意对问题的界说需求。一起收集发动机1缸缸压信号作为发动机作业循环参阅。经过对“嗒嗒”异响信号视点域剖析，确认异响产生在曲轴转角470°左右，进一步对气门室罩盖振荡信号进行视点域转化(见图5)，发现在曲轴转角477°时气门室罩盖振荡峰值十分杰出，经过剖析发动机作业循环所对应的气门运动视点，发现第二缸的进气门封闭视点430°，十分挨近470°的异响产生视点，因VVT发动机气门落座在视点上有必定的调整视点空间，因而二缸进气门封闭视点在430°以及滞后必定的视点，与470°的异响视点挨近。依据视点域剖析开始思路，进行去除气门，使用排除法来确认该问题的来历。
图5 气门室罩盖视点域剖析彩图
2.3去除气门验证视点域剖析成果
为了验证视点域剖析的正确性，别离依照次序顺次去除了2缸、4缸、一切缸的气门，再依照次序装置回4缸、2缸气门组织，经过依照以上次序的排查实验验证，充沛证明了转角测验剖析的准确性。图6为装置回4缸气门后发动机上方噪声的小波剖析时频图，图7为在装置第4缸气门的基础上再装置回2缸的气门，显着能够看到该异响特征重现。
