[發明專利]基于鏈表數組的多幅波形包絡提取方法

有效

• 申請號: 201611161528.2
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106597049B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 張沁川;郭連平;譚峰;潘卉青;焦曉曼
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

本發明公開了一種基于鏈表數組的多幅波形包絡提取方法，建立一個動態鏈表數組，數組長度和一副信號波形長度相同，數組中的數據元素均為鏈表表頭節點，每一個鏈表中存儲同一個采樣位置的波形數據，每采集完一幅波形數據即更新數據鏈表；在每次更新數據時，如果鏈表長度達到用戶設置的包絡次數，則刪除表頭節點；如果最新數據與之前某個節點相同，則將這一舊節點刪除，將最新數據添加至鏈表末尾節點，否則直接將最新數據添加至鏈表末尾節點；然后對鏈表進行數據老化處理，避免老舊數據滯留；依次掃描每個鏈表得到其最大值和最小值，即為對應采樣點的包絡數據。本發明通過將波形數據存儲到動態鏈表型數組中，實現高精度的多幅波形包絡數據提取。

技術領域

本發明屬于數字信號分析技術領域，更為具體地講，涉及一種基于鏈表數組的多幅波形包絡提取方法。

背景技術

信號的包絡信息實質上就是提取信號幅度信息，將波形記錄中的每個采樣點位置的最大值和最小值存儲并構成波形顯示，即得到波形的包絡信息。包絡分析是觀測波形抖動、監察毛刺信號、檢測信號漂移等情況的一種很好的方式，應用包絡分析可以更加清晰直觀地觀察到信號的異常或所需要的結果。包絡分析也是工程信號分析的一種常用方法，利用包絡分析方法可以對信號高頻成分的低頻特征或低頻事件進行詳細分析。這種方法在機械測試和故障診斷等領域有著很重要的作用。

單幅波形包絡的理論并不復雜，若由人工繪制，直接連接信號的極值就可以得到信號包絡線，在數字信號處理系統中，也可以采用希爾伯特變換法，小波變換法，帶通濾波法等等來提取單幅波形的包絡。但是這些包絡提取方法都是針對單幅波形數據的，而在數字三維示波器中，由于其顯示對象為多幅波形數據的疊加，所需要提取的包絡是由每個采樣點上的極值連接而成的，與單幅波形數據的包絡存在較大區別，以上方法就不再適用，需要研究新的包絡提取方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于鏈表數組的多幅波形包絡提取方法，通過將波形數據存儲到動態鏈表型數組中，實現高精度的多幅波形包絡數據提取。

為實現上述發明目的，本發明基于鏈表數組的多幅波形包絡提取方法包括以下步驟：

S1：構建一個長度為L的動態鏈表數組P，該數組中每個元素P[i]為一個鏈表的表頭節點，i＝0,1,…,L-1，L表示每幅波形數據的采樣點數量；

S2：按照預定參數實時采集第1幅波形數據，記其采樣點序列為X₁，X₁[i]表示第1幅波形的第i個采樣點，令鏈表數組中每個鏈表的表頭節點數據域P[i].data＝X₁[i]，指針域P[i].next＝null；

S3：令波形序號t＝2；

S4：按照預定參數實時采集第t幅波形，記其采樣點序列為X_t，X_t[i]表示第t幅波形的第i個采樣點；

S5：分別判斷每個鏈表當前的鏈表節點數量是否小于M，M表示預設的包絡次數，如果是，不作任何操作，否則刪除該鏈表的表頭節點；

S6：對波形中的每個采樣點分別創建一個鏈表節點S[i]，其數據域S[i].data＝X_t[i]，指針域S[i].next＝null；將鏈表節點S[i].data與數組元素P[i]對應鏈表中的所有節點的數據域依次比較，若該鏈表中的所有節點的數據域都與S[i].data不同，則將S[i]直接添加到該鏈表末尾；若有某一節點的數據域與S[i].data相同，則刪除該節點后將S[i]添加到該鏈表末尾；

S7：判斷鏈表數組P中每個表頭節點P[i]所對應的波形數據的序號t_i與當前波形數據序號t之間的差值是否大于預設閾值T，如果t-t_i＞T，則將該表頭節點刪除，將下一鏈表節點作為表頭節點；