[發(fā)明專利]左右勢(shì)阱粒子躍遷速率差異誘發(fā)共振增強(qiáng)機(jī)械瞬態(tài)特征提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656605.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113375930B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譙自健;殷安民;左錦榮;謝重陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/021
• 分類號(hào): G01M13/021;G01M13/028;G06F17/15
• 代理公司: 無錫市興為專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32517
• 代理人: 屠志力

1.一種左右勢(shì)阱粒子躍遷速率差異誘發(fā)共振增強(qiáng)機(jī)械瞬態(tài)特征提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立左勢(shì)阱深度或?qū)挾葐我粍?dòng)態(tài)可調(diào)且左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)，進(jìn)而構(gòu)造左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)誘導(dǎo)過阻尼共振系統(tǒng)，產(chǎn)生不對(duì)等或不同步的左右勢(shì)阱粒子躍遷速率；

(2)利用矩形滑動(dòng)窗函數(shù)截?cái)鄼C(jī)械原始振動(dòng)信號(hào)s(t)，獲得K個(gè)子信號(hào)s_j(t),j＝1,2,...,K，并構(gòu)造左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)誘導(dǎo)過阻尼共振系統(tǒng)K階陣列，將K個(gè)子信號(hào)作為K階陣列的輸入，求解陣列K個(gè)輸出子信號(hào)，將K個(gè)輸出子信號(hào)平方歸一化，首尾相接合成與原始信號(hào)等長的噪聲增強(qiáng)信號(hào)y(t)；

(3)在步驟(2)中，利用遺傳算法優(yōu)化左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)誘導(dǎo)過阻尼共振系統(tǒng)K階陣列參數(shù)，考慮輸出子信號(hào)的保真性和重復(fù)瞬態(tài)特征的沖擊性，建立重校正峭度指標(biāo)作為遺傳算法目標(biāo)函數(shù)，自適應(yīng)優(yōu)化K階陣列參數(shù)和尺度因子，觸發(fā)多尺度最優(yōu)共振；

所述的左勢(shì)阱深度或?qū)挾葐我粍?dòng)態(tài)可調(diào)且左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)，左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)誘導(dǎo)過阻尼共振系統(tǒng)分別如式(1)和式(2)所示；

式中，A₁＝B₁＝α，A₂＝1/α²，B₂＝1/α⁴，A₃＝1，B₃＝1/α²，且a，b，α均大于0，其中α是非對(duì)稱因子，控制左右勢(shì)阱非對(duì)稱度，動(dòng)態(tài)調(diào)控布朗粒子左右勢(shì)阱躍遷速率差異；

式中，s(t)是機(jī)械原始振動(dòng)信號(hào)，采樣頻率為f_s，采樣點(diǎn)數(shù)為N；x為系統(tǒng)響應(yīng)；

步驟(2)中：

所述矩形滑動(dòng)窗函數(shù)的窗長χ和滑動(dòng)距離σ_r由式(3)確定，利用矩形滑動(dòng)窗函數(shù)截?cái)嘣颊駝?dòng)信號(hào)s(t)獲得的K個(gè)子信號(hào)表示為[s₁(t),s₂(t),...,s_K(t)]，而左右勢(shì)阱非對(duì)稱雙阱勢(shì)誘導(dǎo)過阻尼共振系統(tǒng)K階陣列如式(4)所示，平方歸一化合成過程旨在消除不同輸出子信號(hào)x_j,j＝1,2,...,K之間的幅值差異，如式(5)所示；

式中，θ為常數(shù)，f_r為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)頻率；

步驟(3)中：

所述的重校正峭度指標(biāo)如式(6)所示，

WKC_j＝|C_j|K_j (6)

式中，C_j表示輸出子信號(hào)x_j與輸入子信號(hào)s_j之間的相關(guān)系數(shù)，K_j表示輸出子信號(hào)x_j的無量綱峭度指標(biāo)；

所述自適應(yīng)優(yōu)化K階陣列參數(shù)和尺度因子描述為式(7)求解最優(yōu)問題；

式中，R是尺度因子。