一种改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法技术

本发明专利技术公开一种改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，包括：步骤1，对旋转机械振动信号进行采集，获得离散的振动信号时序序列；步骤2，对离散的振动信号时序序列进行实倒频谱处理，得到每个点所对应的实倒频谱分析值；步骤3，以离散的振动信号时序序列每个点的时间倒数即频率为横坐标，以每个点所对应的实倒频谱处理值为纵坐标，绘图得到振动时域信号的实倒频谱处理图；步骤4，根据得到的实倒频谱处理图，识别出旋转机械的基本调制频率。利用本发明专利技术能够在振动时域信号的实倒频谱处理图中简单、直接地识别旋转机械的调制频率，得到的图像信息更加突出鲜明，曲线变化更明显，波峰更突出。

An improved frequency extraction method for rotating machinery modulation based on real cepstrum analysis

The invention discloses an improved extraction method of rotating machinery, real modulation frequency based on cepstrum analysis includes: Step 1, to collect the vibration signal of rotating machinery, the vibration signal is obtained the sequence of discrete steps; 2, the vibration signal sequence of discrete real cepstrum processing, the inverted frequency spectrum corresponding to each the analysis of value; step 3, the vibration signal timing sequence for each discrete time reciprocal frequency as the abscissa, with each point corresponding to the real cepstrum processing value for the vertical vibration drawing time domain signal real cepstrum processing; step 4, according to the real cepstrum processing by and identify the basic modulation frequency of rotating machinery. The invention can directly and directly identify the modulation frequency of the rotating machinery in the real cepstrum processing diagram of the vibration time-domain signal, and the obtained image information is more outstanding, and the curves are more obvious and the wave peaks are more prominent.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法
本专利技术涉及信号的频率成分提取领域，尤其涉及一种改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法。
技术介绍
信号的频率成分提取属于信号频域分析领域的内容，现有的应用于实际信号的频域分析方法主要有快速傅里叶变换、短时傅里叶变换以及小波变换等。快速傅里叶变换是利用WN因子的周期性和对称性，构造的一种快速、高效的算法，能够较为完美地描绘平稳信号；短时傅里叶变换是将信号加窗，将加窗后的信号进行快速傅里叶变换，能够描绘信号的二维时频图；小波变换也是对信号进行加窗分析，但其窗函数形状可以改变，能够保证信号的频域分析结果在低频处有较高的频率分辨率，在高频处有较高的时间分辨率，从而实现对信号的自适应分析。这些方法能够将实际信号的时域信息转换成频域中的信息，但是针对于旋转机械的实际振动信号来说，以上三种方法有时候并不能识别出旋转机械振动中的一些基本调制频率成分，而这些基本调制频率包括了转子轴频、叶片叶频等极其关键的重要信息，因此非常有必要被识别出来。《科技视界》(机械与电子)2014年第11期94-103页“倒频谱在振动测试中的应用”的文献公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，包括：步骤1，对旋转机械振动信号进行采集，获得离散的振动信号时序序列；步骤2，对离散的振动信号时序序列进行实倒频谱处理，得到每个点所对应的实倒频谱分析值；步骤3，以离散的振动信号时序序列每个点的时间倒数即对应的频率为横坐标，以每个点所对应的实倒频谱处理值为纵坐标，绘图得到振动时域信号的实倒频谱处理图；步骤4，根据得到的实倒频谱处理图，识别出旋转机械的基本调制频率。

【技术特征摘要】
1.一种改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，包括：步骤1，对旋转机械振动信号进行采集，获得离散的振动信号时序序列；步骤2，对离散的振动信号时序序列进行实倒频谱处理，得到每个点所对应的实倒频谱分析值；步骤3，以离散的振动信号时序序列每个点的时间倒数即对应的频率为横坐标，以每个点所对应的实倒频谱处理值为纵坐标，绘图得到振动时域信号的实倒频谱处理图；步骤4，根据得到的实倒频谱处理图，识别出旋转机械的基本调制频率。2.根据权利要求1所述的改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，其特征在于，步骤1中，在对旋转机械振动信号进行采集时，振动信号采样频率与采样时间间隔的关系为：式中：fs为振动信号的采样频率；ts为振动信号的采样时间间隔；振动信号采样总时长与信号频率分辨率的关系为：式中：f0为振动信号的频率分辨率；N为振动信号的采样总点数；T为振动信号的采样总时长。3.根据权利要求1所述的改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，其特征在于，步骤2中，在对离散的振动信号时序序列进行实倒频谱处理的基础上，对实倒频谱分析值随时间变化的曲线进行降噪处理，得到时序序列的每个点所对应的降噪后的实倒频谱处理值。4.根据权利要求3所述的改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，其特征在于，所述的降噪处理，在MATLAB中的语句为：C(t)＝wden(c(t),′sqtwolog′,′s′,′mln′,3,′db2′)；式中：C(t)为振动信号时间序列上每个点所对应的降噪后的实倒频谱处理值；c(t)为振动信号时间序列上每个点所对应的快速傅里叶变换之后再取绝对值，再对其取自然对数，接着对其作快速傅里叶变换逆变换，然后再对其进行取实部操作得到的实倒频谱分析值；wden为小波降噪；sqtwolog代表采用固定阈值原则；s代表阈值函数选择方式为软阈值；mln代表根据每一层小波分解的噪声水平估计进行调整；3和db2代表利用db2的小波对信号进行3层分解。5.根据权利要求1或3或4所述的改进的基于实倒频谱分析的旋转机械调制频率提取方法，其特征在于，步骤2中，所述的实倒频谱处理的具体步骤包括：步骤2-1，对离散的振动信号时序序列进行快速傅里叶变换；步骤2-2，在快速傅里叶变换的基础上...

【专利技术属性】
技术研发人员：初宁，伍柯霖，宋永兴，吴大转，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33