The invention discloses an improved orthogonal matching feature extraction method, the specific steps are as follows: (1) firstly chosen arbitrarily simple function as template signal, the vibration signal is obtained by the vibration sensor, frequency response settings do not overlap between the sub filter filter group. (2) adaptive template signal waveform estimation method to obtain the optimal estimation by using nonparametric; (3) construction of the atomic library with optimal estimation, select the best matching atom and orthogonalized projection; (4) will be treated in vibration signal composed of atoms in space, get the signal and signal margin if the balance is less than the threshold then the end, otherwise the iterative update template signal repeat (2) ~ (4). The invention can be used to realize the accurate feature extraction of complex signals, and is suitable for rotating machinery dynamic balancing device.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械振动信号处理方法领域,具体是一种改进的正交匹配特征提取方法。
技术介绍
在机械设备状态监测与故障诊断中,如何对复杂振动信号准确进行特征提取是该领域的核心问题之一。在设备振动信号的采集过程中,噪声、信号调制等各种共生因素造成了信息的冗余,机械故障的特征成分往往在整体信号中呈现出稀疏性(或者在某个变换域内呈现出稀疏性)。因此,振动信号的特征提取实质也是一个信息冗余度压缩的过程。在此基础上,能够对信号内部不同成分结构和形态细节高度表征和提取的信号稀疏分解算法,成为振动信号特征提取方法中新兴的研究热点。正交匹配追踪算法用不同特征波形的基函数,组成一个“原子库”,通过逐步迭代从中挑选出与振动信号波形匹配最佳的原子,对挑选出的原子正交化处理,并将信号在由处理过的原子构成的空间上投影,获得信号在已选原子上的分量和残存分量,确保了残存信号与选择的全部原子都正交,从而可以找到全局最优解。虽然该方法可以得到很好的匹配结果,但它需要预先知道振动信号的原始成分,难以应用到工程实践中。非参数波形估计方法只需要包含信号原始成分的模板信号就可以很好的进行特征提取,本专利技术方法把正交匹配和非参数波形估计结合起来,再通过模板信号的自适应调整就可以在不清楚信号原始成分的情况下准确的实现复杂信号的特征提取。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的正交匹配特征提取方法,用以提取出振动信号的特征,为旋转机械的设备状态监测提供数据依据。为了达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案为:一种改进的正交匹配特征提取方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)、首先任意选取简单函数作为模 ...
【技术保护点】
一种改进的正交匹配特征提取方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)、首先任意选取简单函数作为模板信号,设置信号余量初值:R0y=y,其中y为通过振动传感器获得的振动信号,设置子滤波器之间频响不重叠的滤波器组;(2)、自适应调整模板信号,然后利用非参数波形估计方法求得最优估计(3)、用步骤(2)求得的最优估计构建原子库,从中选取出最佳匹配原子gnk并进行Schmidt正交化处理;(4)、将振动信号在处理过的原子组成的空间上进行投影,得到信号余量Rky,若余量小于设定阈值则结束,否则重复(2)~(4)。
【技术特征摘要】
1.一种改进的正交匹配特征提取方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)、首先任意选取简单函数作为模板信号,设置信号余量初值:R0y=y,其中y为通过振动传感器获得的振动信号,设置子滤波器之间频响不重叠的滤波器组;(2)、自适应调整模板信号,然后利用非参数波形估计方法求得最优估计(3)、用步骤(2)求得的最优估计构建原子库,从中选取出最佳匹配原子gnk并进行Schmidt正交化处理;(4)、将振动信号在处理过的原子组成的空间上进行投影,得到信号余量Rky,若余量小于设定阈值则结束,否则重复(2)~(4)。2.根据权利要求1所述的一种改进的正交匹配特征提取方法,其特征在于:滤波器组的选取要使各子滤波器之间的频响不相互重叠,因此,子滤波器频率响应Hi(f)需要满足下式:|Σi=1LHi(f)|=1.]]>3.根据权利要求1所述的一种改进的正交匹配特征提取方法,其特征在于:自适应调整模板信号的方法如下式所示:xm(l)=βxm-1(l)+(1-β)[y(l)-Σi=1m-1s^i(l)],]]>其中补偿因子β<1,xm-1(l)与xm(l)分别是正交匹配追踪第m-1和m次迭代中的模板信号。4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐娟,贾志远,黄经坤,孙春雨,张建军,石雷,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽;34
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