信号频率获取方法、装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种信号频率获取方法、装置及计算机可读存储介质，所述方法包括：将采样信号所对应的数据按照采样时间依次存储到第一数据存储单元；以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值时，将所述处于预设位置的数据存储到第二数据存储单元，所述N为大于3的整数；根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率。本发明专利技术通过依次提取多个采样信号对应的数据中的极值，并根据提取的极值的时间间隔来获得信号频率，不仅可减少硬件占用，而且可实时获得信号频率结果。

【技术实现步骤摘要】
信号频率获取方法、装置及计算机可读存储介质
本专利技术涉及信号处理领域，更具体地说，涉及一种信号频率获取方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着智能制造的升级，电机控制器的应用越来越广，面向的设备对象也千差万别。为了效率和精度，电机执行响应要求也越来越高，如何提高响应也成为一个巨大挑战。电机执行响应的提升需要高的刚性，而高的刚性和设备息息相关。并且由于物理对象都有共振频率，同时控制系统也有不稳定的频率点，如果电机控制器不能及时识别出这些共振频率点并抑制，将导致系统重则无法工作，轻则运行效果变差。目前电机控制器在识别信号频率时，基本采用快速傅里叶变换(FFT)抽取信号的频率，并根据幅值确定真实共振频率点。此外，还可通过滤波方法，并使用微分算法来提取峰谷点并计算频率。然而，快速傅里叶变换方案的辨识精度受采集数据量和采集频率影响，高精度就需要大的数据缓存区，并且快速傅里叶变换方案需要采集完所有数据后才进行计算，故数据采集过程中无法进行有效抑制。此外，快速傅里叶变换方案还存在计算时间长、计算复杂的问题，耗费较大的内存。快速傅里叶变换方案还存在旁瓣效应，直流附近的频率幅值很可能掩盖真实振动频率的幅值，从而可能导致提取失败。此时需要加窗处理，这样也增加了实现难度。而滤波方案中，一介和二介微分算法容易受信号噪声和量化噪声的影响，出现误判。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述信号频率计算实时性较差、硬件占用较多以及容易出现误判的问题，提供一种信号频率获取方法、装置及计算机可读存储介质。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种信号频率获取方法，包括：将采样信号所对应的数据按照采样时间依次存储到第一数据存储单元；以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值时，将所述处于预设位置的数据存储到第二数据存储单元，所述N为大于3的整数；根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率。优选地，所述N<[Fs×2/f]，其中Fs为信号的采样频率，f为预设的最大频率，[]表示取整数运算。优选地，所述预设位置为N个数据的中间位置，其中：若所述N为偶数，则所述中间位置的数据为所述N个数据中的第N/2个数据或所述N个数据中的第N/2+1个数据；若所述N为奇数，则所述中间位置的数据为所述N个数据中的第(N+1)/2个数据。优选地，所述第一数据存储单元为环形缓冲区，所述以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值时，将所述处于预设位置的数据存储到第二数据存储单元包括：创建滑动窗，所述滑动窗包括N个存储字节；以一个数据为滑动步长遍历所述环形缓冲区，依次将所述第一数据存储单元中存储的N个数据提取到所述滑动窗的N个存储字节，所述滑动窗在预设位置的存储字节为极值时，将所述预设位置的存储字节的数据存储到所述第二数据存储单元。优选地，在以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据时，若所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值且所述极值超出预设范围时，丢弃所述极值或将预设数据代替所述极值存储到所述第二数据存储单元。优选地，所述根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率，包括：根据所述第二数据存储单元中相邻存储的两个极值数据的时间间隔获得所述采样信号的频率。优选地，若所述相邻存储的两个极值数据同为极大值或同为极小值，则所述信号的频率为1/ΔT1，其中ΔT1为所述第二数据存储单元中相邻存储的两个极值数据的时间间隔；若所述相邻存储的两个极值数据分别为极大值和极小值，则所述信号的频率为1/(2×ΔT2)，其中ΔT2为所述第二数据存储单元中相邻存储的两个极值数据的时间间隔。优选地，在将采样信号所对应的数据按照采样时间依次存储到第一数据存储单元时，同时存储所述采样信号所对应的采样时间，所述根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率，包括：根据所述第二数据存储单元中各个极值数据对应的采样时间确定所述采样信号的频率。优选地，在以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据时，还包括：在所述N个数据中处于预设位置的数据不是所述N个数据中的极值时，将预设数据存储到所述第二数据存储单元中；所述至少两个极值数据的时间间隔根据以下方式确定：根据所述采样信号的采样周期，以及所述至少两个极值数据之间的所述预设数据的个数确定所述至少两个极值数据的时间间隔。优选地，所述根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔获得所述采样信号的频率包括：分别计算所述第二数据存储单元中相邻存储的两个极值数据的时间间隔；根据多个时间间隔的平均值确定所述采样信号的频率。优选地，所述采样信号为以下信号之一：从电机控制器中速度环采样的速度信号，从电机控制器中速度环采样的速度偏差信号，从电机振动传感器采样的振动信号。本专利技术还提供一种信号频率获取装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。本专利技术的信号频率获取方法、装置及计算机可读存储介质，通过依次提取多个采样信号对应的数据中的极值，并根据提取的极值的时间间隔来获得信号频率，不仅可减少硬件占用，而且可实时获得信号频率结果。附图说明图1是本专利技术信号频率获取方法实施例的流程示意图；图2是本专利技术信号频率获取方法实施例中极值存储的示意图；图3是本专利技术信号频率获取方法实施例中滑动窗的示意图；图4是本专利技术信号频率获取装置实施例的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，是本专利技术信号频率获取方法实施例的流程示意图，该信号频率获取方法可应用于任何需要进行信号频率分析的场合，例如电机控制系统中共振频率点获取、干扰信号频率采样等。本实施例中的信号频率获取方法可在ARM(AdvancedRISCMachine，进阶精简指令集机器)芯片或DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理器)芯片中执行，并包括以下步骤：步骤S1：将采样信号所对应的数据按照采样时间依次存储到第一数据存储单元。上述采样信号既可以为数字信号，也可以是模拟信号。第一数据存储单元可以为ARM芯片或DSP芯片中的缓冲存储器。具体地，采样信号所对应的数据在第一数据存储单元中可以队列(例如环形队列)或其他记录存储顺序的数据结构形式存储。上述的采样信号为从电机控制器中的速度环采样的速度信号，从电机控制器中速度环采样的速度偏差信号，从电机振动传感器采样的振动信号等。步骤S2：以一个数据作为步长，依次从第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在N个数据中处于预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号频率获取方法，其特征在于，包括：将采样信号所对应的数据按照采样时间依次存储到第一数据存储单元；以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值时，将所述处于预设位置的数据存储到第二数据存储单元，所述N为大于3的整数；根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率。

【技术特征摘要】
1.一种信号频率获取方法，其特征在于，包括：将采样信号所对应的数据按照采样时间依次存储到第一数据存储单元；以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值时，将所述处于预设位置的数据存储到第二数据存储单元，所述N为大于3的整数；根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率。2.根据权利要求1所述的信号频率获取方法，其特征在于，所述N<[Fs×2/f]，其中Fs为信号的采样频率，f为预设的最大频率，[]表示取整数运算。3.根据权利要求1所述的信号频率获取方法，其特征在于，所述预设位置为N个数据的中间位置，其中：若所述N为偶数，则所述中间位置的数据为所述N个数据中的第N/2个数据或所述N个数据中的第N/2+1个数据；若所述N为奇数，则所述中间位置的数据为所述N个数据中的第(N+1)/2个数据。4.根据权利要求1所述的信号频率获取方法，其特征在于，所述第一数据存储单元为环形缓冲区，所述以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据，并在所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值时，将所述处于预设位置的数据存储到第二数据存储单元包括：创建滑动窗，所述滑动窗包括N个存储字节；以一个数据为滑动步长遍历所述环形缓冲区，依次将所述第一数据存储单元中存储的N个数据提取到所述滑动窗的N个存储字节，所述滑动窗在预设位置的存储字节为极值时，将所述预设位置的存储字节的数据存储到所述第二数据存储单元。5.根据权利要求1所述的信号频率获取方法，其特征在于，在以一个数据作为步长，依次从所述第一数据存储单元中提取连续存储的N个数据时，若所述N个数据中处于预设位置的数据是所述N个数据中的极值且所述极值超出预设范围时，丢弃所述极值或将预设数据代替所述极值存储到所述第二数据存储单元。6.根据权利要求1所述的信号频率获取方法，其特征在于，所述根据所述第二数据存储单元中至少两个极值数据的时间间隔确定所述采样信号的频率，包括：根据所述第二数据存储单元中相邻存储的两个极值数据的时间间隔获得所述采样信号的频率。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文农，匡两传，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32