利用 Visual Signal 中 HHT 模組針對風扇運作分析

利用 Visual Signal 中 HHT 模組針對風扇運作分析

2007/12/25 Posted by Weiyen under Visual Signal

黃鍔院士於1998年所發表HHT (Hilbert-Huang Transformation) 訊號處理法，改變以往對於非線性、非穩態訊號幾乎束手無策的窘境，這套方法被廣泛應用於許多領域，目前美國 NASA利用來證實重力波實驗，進行宇宙的黑洞研究；研發飛機「變形翅膀」，取代飛機固定不動的雙翼；太空梭隔熱材料「保溫磚」穩固鑑定；衛星色譜分析，以了解植被生長速度，進而從事「溫室效應」研究。哈佛醫學院用HHT來測量年長者血壓、血流速度，以掌握中風可能的前兆；約翰霍普金斯公共衛生學院用它來測量登革熱 (Dengue Fever) 的擴散。美國聯邦公路管理局研究中心用HHT測量公路、橋梁的安全。美國聯邦調查局（FBI）用HHT來辨發聲者的身分，美國海軍用它來探測潛水艇。黃鍔本人對於 HHT 應用於震動噪音領域相當有信心，於是，逸奇科技研究團隊設計一個變轉速風扇實驗，用來驗證 HHT 對於噪音分析的初步適用性。 我們利用麥克風在風扇後方收音，由低轉速開始啟動，切換為中轉速，再切為高轉速，並將錄音檔利用逸奇科技時頻分析軟體 Visual Signal 進行分析：

Enhanced Morlet Transform 結果

由時頻圖中，可以很清楚的看到在 30 Hz 有一個固定的頻率，另外有數條頻率曲線隨著時間變換，剛好對應到的就是風扇變化的趨勢，其中強度最大的為基頻，其餘是倍頻。利用 HHT 中EMD (Empirical Mode Decomposition) 的去拆解原始訊號，發現其中第六個 IMF (Intrinsic Mode Functions) 就是代表著原始風扇的基頻，如此一來，可以移除其餘干擾的因子 (其餘元件的固定基頻，以及倍頻部分)，很明確的利用這個 IMF 說明風扇行為。