基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法和系统,估计每个扫频周期时间内的基带复差拍信号的初始相位

【技术实现步骤摘要】
基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法和系统
本专利技术涉及振动测量
，具体地，涉及一种基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法和系统。
技术介绍
在工程
中，振动测量起着重要的作用，例如是实现设备故障诊断与结构健康监测的重要手段和方法。根据传感方式的不同，振动测量技术与方法可以分为接触式和非接触式两类。其中，接触式振动测量需在被监测对象上安装相应的传感器，会影响轻质结构动态性能的监测，且针对大型结构振动测量存在安装组网不便的问题。非接触式振动测量常用的技术有电涡流传感测量技术、基于光学的振动测量技术和基于视觉的振动测量技术等，但这些非接触式振动测量技术与方法均有其特定的使用场合，在某些方面具有较强的技术优势，但同时也存在着比较明显的缺点，这主要取决于测试对象、测量环境、测量精度、硬件复杂度、操作简易性、测量成本和测量稳定性等因素。基于微波雷达的振动测量技术作为一种新型的非接触式振动测量技术，能够实现中短距离的高精度振动监测，具有优异的环境适应性和可靠性，且成本与功耗较低，目前已经引起学术和工业界的普遍关注，并在人体生命体征监测、大型桥梁结构健康监测等领域开始应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法，其特征在于，包括：相位与幅值估计步骤：估计每个扫频周期内的基带复差拍信号的初始相位和幅值；获取离散点序列步骤：通过估计的多个扫频周期的初始相位和幅值，分别得到初始相位时间序列、幅值时间序列，进而得到复数平面上的离散点序列；拟合步骤：在复数平面上对离散点序列进行圆心估计和圆轨迹拟合；计算步骤：根据圆心估计和圆轨迹，计算离散点序列和估计圆心的距离序列；求取步骤：计算距离序列的标准差，求取测量准确度评估参数。

【技术特征摘要】
1.一种基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法，其特征在于，包括：相位与幅值估计步骤：估计每个扫频周期内的基带复差拍信号的初始相位和幅值；获取离散点序列步骤：通过估计的多个扫频周期的初始相位和幅值，分别得到初始相位时间序列、幅值时间序列，进而得到复数平面上的离散点序列；拟合步骤：在复数平面上对离散点序列进行圆心估计和圆轨迹拟合；计算步骤：根据圆心估计和圆轨迹，计算离散点序列和估计圆心的距离序列；求取步骤：计算距离序列的标准差，求取测量准确度评估参数。2.一种基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估系统，其特征在于，包括：相位与幅值估计模块：估计每个扫频周期内的基带复差拍信号的初始相位和幅值；获取离散点序列模块：通过估计的多个扫频周期的初始相位和幅值，分别得到初始相位时间序列、幅值时间序列，进而得到复数平面上的离散点序列；拟合模块：在复数平面上对离散点序列进行圆心估计和圆轨迹拟合；计算模块：根据圆心估计和圆轨迹，计算离散点序列和估计圆心的距离序列；求取模块：计算距离序列的标准差，求取测量准确度评估参数。3.根据权利要求1所述的一种基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法或者根据权利要求2所述的基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估系统，其特征在于，所述初始相位和幅值依据近似的极大似然估计算法，计算公式分别如下：式中，表示第i个扫频周期时间内基带复差拍信号的初始相位估计值；arg[·]表示取复数相位角运算；T表示扫频周期；SB(iT+nTs)表示第i个扫频周期内的基带复差拍离散信号；n表示一个扫频周期内基带复差拍信号SB(t)的采样点序号；Ts表示采样间隔时间；N表示一个扫频周期内基带复差拍信号SB(t)的离散点数；表示估计的差拍频率；表示第i个扫频周期时间内基带复差拍信号的幅值估计值；|·|表示取复数幅值运算。4.根据权利要求1所述的基于FMCW雷达的振动测量的准确度评估方法或者根据权利要求2所述的基于FMCW雷达的振动测...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志科，王萍，熊玉勇，侍述海，任泽生，
申请(专利权)人：上海交通大学，上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31