[發明專利]一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法

有效

• 申請號: 202011472767.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112504441B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 徐紅偉;李崇晟;吳濤;王智微
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M13/045
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

1.一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，包括以下步驟；

a)通過信噪閾值確定頻域分段的臨界點，以第Ⅰ類頻率和第Ⅱ類頻率的最大值為初始點正向探索，以頻域幅值第一次小于信噪閾值的頻率為臨界點；

b)通過混沌振子加入信號前后相平面軌跡混亂度的對比確定第Ⅱ類頻率的存在與否；

c)在小于臨界點的低頻段，通過拔尖篩選方法得到低頻段所有大于信噪閾值的第Ⅲ類頻率；

d)校正已驗核的第Ⅰ類、第Ⅱ類和低頻段第Ⅲ類頻率點的幅值和相位信息；

e)根據已校正頻率的幅值和相位重構低頻段信號并積分；

f)對大于等于臨界點的高頻段信號進行頻域積分；

g)將低頻段積分結果與高頻段積分結果合并；

所述步驟a)中信噪閾值的計算方式為：

1)將信號頻譜的幅值倒序排列；

2)截取幅值序列的后3/4，得到的序列為a_i，i＝1,2,…,n；

3)計算信噪閾值σ，公式為

2.根據權利要求1所述的一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，所述第Ⅰ類頻率代表頻率確定且幅值顯著高于噪聲的頻率，第Ⅱ類頻率代表頻率確定但不確定是否出現的頻率，第Ⅲ類頻率代表頻率不確定且不確定是否出現的頻率。

3.根據權利要求1所述的一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，所述步驟a)中臨界點為將頻域分割為低頻段與高頻段的分隔頻率，從而使整個信號的積分劃分為低頻段的積分和高頻段的積分。

4.根據權利要求1所述的一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，所述步驟b)中混沌振子由Homles型Duffing方程構成，將待檢測的第Ⅱ類頻率作為振子內部的周期攝動力頻率。

5.根據權利要求1所述的一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，所述的步驟b)中相平面軌跡混亂度S的計算方式為：

1)對相平面軌跡的x或y組成的序列，計算序列的最大值Ma和最小值Mi；

2)從序列的起點開始判斷，當序列某點的值處于Ma-0.08*(Ma-Mi)～Ma區間或Mi～Mi+0.08*(Ma-Mi)區間時，取該點直至序列結束作為新的序列；

3)對新的序列進行經驗模態分解，將分解得到的本征模函數的個數作為相平面軌跡混亂度S。

6.根據權利要求1所述的一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，所述步驟b)中混沌振子加入信號前后相平面軌跡混亂度的對比，是指當混沌振子內部周期攝動力的頻率為待測頻率f時，若滿足式S₁≤S₀-2，則證明原始信號中存在頻率為f的信號，式中，S₁為加入信號后的相平面軌跡混亂度，S₀為加入信號前的相平面軌跡混亂度。

7.根據權利要求1所述的一種基于重要信息重構的振動加速度信號分段積分方法，其特征在于，所述步驟c)中的拔尖篩選方法的步驟為：

1)在低頻段將第Ⅰ類頻率、已確認的第Ⅱ類頻率以及各頻率左側的3個頻率點和右側的3個頻率點的幅值分別置為0；

2)在剩余的低頻段幅值中，找出最大的幅值及其對應的頻率，若該幅值大于信噪閾值，則將該頻率劃入低頻段的第Ⅲ類頻率，同時將該頻率及其左側3個點和右側3個點的幅值置為0；

3)重復2)步驟，直至找出的最大幅值小于或等于信噪閾值為止。