基于人类听觉系统建模的振动信号分析方法研究

人类听觉系统拥有非凡的信号分析能力，并具备多种分析功能，尤其是存在信息反馈和能动调节机制，从而可实现信号的非线性动态自适应分析。因此，建立听觉系统的数学模型并用其进行信号分析具有一定的实际意义，但已有研究只局限于语音和声纳信号分析领域。本项目以机械故障诊断为背景，拟建立功能多样、可实现振动信号非线性自适应分析的听觉系统数学模型，并研究基于所建模型实现若干典型信号分析功能的方法。在听觉模型建模方面，为充分实现人类听觉系统的信息反馈和能动调节机制，着重提出将基底膜模型和外毛细胞模型同时作为控制对象的模型构建方式，且其有效性和优越性在前期工作中已得到初步验证。基于所建模型，拟以时频谱精确估计、基于单路信号的独立分量分离、同源（时变源）信号的识别和跟踪等问题为例，重点研究在解决各问题过程中对外毛细胞模型和基底膜模型的控制策略与方法。综合研究所得，开发基于听觉模型的振动信号分析软件系统。