[發(fā)明專利]基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的設(shè)備或系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測試信號虛警濾波方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010207247.2
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN101853242A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈毅;張淼;王強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;B63B9/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的設(shè)備或系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測試信號虛警濾波方法，屬于測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)內(nèi)測試（Built-InTest，BIT）是設(shè)備或系統(tǒng)自身為故障檢測、隔離或診斷所提供的自動測試能力。BIT是顯著改善系統(tǒng)測試與診斷能力的重要技術(shù)手段，在現(xiàn)代裝備的可靠性、維修性、測試性設(shè)計中日益受到重視。在設(shè)備或系統(tǒng)生命周期的設(shè)計、生產(chǎn)和運行三個階段，測試一直是一個十分關(guān)鍵的技術(shù)。首先，在設(shè)計階段，測試的目的是為了探測和指出存在的設(shè)計錯誤，從而確保生產(chǎn)出的產(chǎn)品會按預(yù)定的方式運作。接著，在生產(chǎn)階段，測試的目的是探測出任何會導(dǎo)致一定的器件或產(chǎn)品在預(yù)定的系統(tǒng)中不按正確方式運行的生產(chǎn)缺陷。最后，在系統(tǒng)運行階段，測試的目的是探測出在運行階段任何會產(chǎn)生錯誤操作的故障，在一些系統(tǒng)中，為了使系統(tǒng)恢復(fù)到無故障的狀態(tài)，測試還必須指出需要更換的具體故障元件，因此設(shè)備或系統(tǒng)的BIT技術(shù)有著愈發(fā)普及的應(yīng)用趨勢。

虛警是BIT或其他檢測模塊指示有故障而實際上不存在故障的現(xiàn)象。虛警率較高始終是制約BIT技術(shù)研究和應(yīng)用的瓶頸問題之一，成為導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)完好性差、使用保障費用高的重要因素。

現(xiàn)有對設(shè)備或系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測試信號進(jìn)行濾波的方法無法同時從頻率和幅值兩方面入手聯(lián)合排除虛警信號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有對設(shè)備或系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測試信號進(jìn)行濾波的方法無法同時從頻率和幅值兩方面入手聯(lián)合排除虛警信號的問題，提供了一種基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的設(shè)備或系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測試信號虛警濾波方法。

本發(fā)明方法包括以下步驟：

步驟一：對輸入的機(jī)內(nèi)測試信號進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，提取3個本征模態(tài)函數(shù)分量和1個殘差；

步驟二：對提取的第2階本征模態(tài)函數(shù)分量IMF2進(jìn)行自適應(yīng)衰減處理，獲取衰減后分量DIMF2；

步驟三：對衰減后分量DIMF2與第1階本征模態(tài)函數(shù)分量、第3階本征模態(tài)函數(shù)分量和殘差進(jìn)行信號疊加處理，獲得機(jī)內(nèi)測試信號的濾波信號，完成對機(jī)內(nèi)測試信號的虛警濾波。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1）本發(fā)明所提出的信號濾波方法利用EMD過程分離出含有虛警成分最多的IMF分量并對其進(jìn)行后續(xù)的降虛警處理，相當(dāng)于從頻域入手對非平穩(wěn)非線性信號的虛警成分進(jìn)行定位，具有其他濾波方法難以比擬的針對性。

2）本發(fā)明所提出的信號濾波方法利用自適應(yīng)因子對含有虛警成分最多的IMF分量進(jìn)行衰減，從幅值入手，使信號中幅值較大的趨勢成分得以保留，最后經(jīng)過信號疊加，還原出適合設(shè)備或系統(tǒng)機(jī)內(nèi)測試之用的低虛警率濾波信號。

本發(fā)明方法同時從頻率和幅值兩方面入手聯(lián)合排除虛警信號的問題，對具有虛警特征的成分進(jìn)行有針對性的衰減處理，從而有效濾除容易導(dǎo)致誤報的虛警信號，適用于設(shè)備或系統(tǒng)的機(jī)內(nèi)測試信號濾波。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法信號處理原理圖；圖2為經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解信號處理原理圖；圖3為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓原始采樣數(shù)據(jù)曲線圖；圖4為故障情況下舵機(jī)反饋電壓原始采樣數(shù)據(jù)曲線圖；圖5為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD（經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，EmpiricalModeDecomposition）后所得IMF1曲線圖；圖6為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得IMF2曲線圖；圖7為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得IMF3曲線圖；圖8為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得殘差曲線圖；圖9為故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得IMF1曲線圖；圖10為故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得IMF2曲線圖；圖11為故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得IMF3曲線圖；圖12為故障情況下舵機(jī)反饋電壓EMD后所得殘差曲線圖；圖13為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓曲線圖；圖14為無故障情況下舵機(jī)反饋電壓一階差分曲線圖；圖15為無故障情況下濾波后舵機(jī)反饋電壓曲線圖；圖16為無故障情況下濾波后舵機(jī)反饋電壓一階差分曲線圖；圖17為故障情況下舵機(jī)反饋電壓曲線圖；圖18為故障情況下舵機(jī)反饋電壓一階差分曲線圖；圖19為故障情況下濾波后舵機(jī)反饋電壓曲線圖；圖20為故障情況下濾波后舵機(jī)反饋電壓一階差分曲線圖。

具體實施方式

?具體實施方式一：下面結(jié)合圖1至圖2說明本實施方式。

由于BIT所處理的數(shù)據(jù)往往都是非平穩(wěn)非線性的，因此我們考慮使用在這方面數(shù)據(jù)處理上有專長的經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EmpiricalModeDecomposition，EMD）來輔助對BIT信號進(jìn)行濾波，從而達(dá)到降低虛警率的目的。