[發明專利]一種基于滑動窗的隨機共振微弱沖擊特征增強提取方法

在審

• 申請號: 201510741010.5
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN105303181A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 李繼猛;張云剛;張金鳳;謝平
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 續京沙

1.一種基于滑動窗的隨機共振微弱沖擊特征增強提取方法,其特征在于該方法內容包括以下步驟：

(1)根據被測對象的旋轉頻率在時域構造滑動窗，并利用構造的滑動窗對信號進行時域截取，將截取得到的子信號作為變尺度隨機共振系統的輸入；

(2)選用相關裕度指標作為隨機共振檢測沖擊信號的測度指標，并依據共振響應測度指標的最大化選取最優的系統參數a和b，將其帶入到共振系統，從而得到子信號的最佳檢測結果；

(3)對各個子信號的最佳檢測結果按照統一標準進行歸一化處理，并對處理后的結果按照先后順序首尾拼接，得到最終的檢測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于滑動窗的隨機共振微弱沖擊特征增強提取方法，其特征在于：

所述的構造滑動窗主要是依據被測對象的旋轉頻率，設被測對象的旋轉頻率為f_r，信號采樣頻率為fs，原始信號的數據長度為N，所述滑動窗的構造方法如下：

(1)根據被測對象的旋轉頻率設置滑動窗窗長和滑移距離的初始值w₀和δ₀，要求w₀＝δ₀估算公式如下

w0=δ0≈1fr---(1)]]>

其中，要求w₀×fs和δ₀×fs均為整數；

(2)計算滑動窗的滑移次數SN，并根據滑移次數對原始信號的數據長度N或滑動窗初始參數w₀和δ₀進行調整，從而得到新的數據長度和滑動窗最終的設計參數w和δ；

利用公式可得到滑移次數的初始估算值Num；如果Num為整數，則SN＝Num，此時滑動窗的初始參數w₀和δ₀即為滑動窗的最終設計參數w和δ，滑動窗的構造過程結束；如果Num不是整數，首先采用四舍五入法對Num進行處理，將處理后的結果賦給SN，然后調整滑動窗的初始參數w₀，使其滿足關系：其中w×fs為整數且從而得到滑動窗窗長的最終設計參數w和新的數據長度最后從原始信號中截取長度為的數據進行分析，滑動窗的構造過程結束。

3.根據權利要求1所述的一種基于滑動窗的隨機共振微弱沖擊特征增強提取方法，其特征在于：

所述利用構造的滑動窗對信號進行時域截取，其步驟包括：將構造的滑動窗函數與信號在時域相乘，將滑動窗范圍內的信號作為子信號；然后依次將滑動窗移動相應的距離δ，將移動后的滑動窗函數再與信號相乘，得到相應的子信號；依次往復，直至滑動窗移至信號末端，從而完成對信號的全部分割，最后將這些截取后的子信號依次作為變尺度隨機共振系統的輸入進行共振檢測。