一种无线振动传感器的频谱重构方法技术

本发明专利技术公开了一种无线振动传感器的频谱重构方法，包括以下步骤：通过无线振动传感器，对振动波形信号X

【技术实现步骤摘要】
一种无线振动传感器的频谱重构方法
本专利技术涉及无线震动信号的处理领域，尤其是涉及一种无线振动传感器的频谱重构方法。
技术介绍
随着工业4.0及智能制造的逐步推进，工业制造的智能化以及工业互联网的建设逐渐成为当下工业转型的主要方向。在工业制造的智能化进程中，数据的获取是重要的一环，而振动信号则是工业现场中最常采集的信号之一。在振动信号采集手段上，有线振动传感器因为价格相对较低、传输稳定且可持续采样而在振动数据采样方面一直占据主导地位。但是有线振动传感器需要通过线路进行数据传输，无疑给大范围的布设带来了不小的困难，错综复杂的线路不仅会影响机械的运行也会危及工人人身安全，带来巨大的隐患。因此，数据的无线采集是工业智能制造发展提出的必须要求和必然趋势。相比于有线振动传感器，无线传感器因为使用无线网络进行数据传输，因此很好的避免了大范围布设带来的复杂布线，安装更为简便，使得大范围布设成为可能，也使工业制造的智能化及工业互联网的建设成为可能。但是，摆脱了传输线路的束缚也带来了诸多问题，由于没有持续的电源供电，无线传感器为了保证足够的续航时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：包括以下步骤：/na、通过无线振动传感器上的振动元件，对振动波形信号X

【技术特征摘要】
1.一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、通过无线振动传感器上的振动元件，对振动波形信号X0(t)进行采样，获得无线振动传感器采样的时域信号X(t)、无线振动传感器采样的时域响应函数H1(t)、无线振动传感器采样的时域窗函数H2(t)；
b、分别对无线采样的X(t)、H1(t)、H2(t)进行快速傅里叶变换，获得无线采样的信号频域X(f)、频域响应H1(f)、窗函数的频谱H2(f)，并对H2(f)进行序列变换，获得序列H2′；
c、建立无线振动传感器信号频谱的重构模型；
d、基于L1范数正则化原理和重构模型建立重构模型参数的寻优函数；
e、对寻优过程设定截止条件和参数寻优范围、确定重构模型参数，从而实现了从无线振动传感器采样的信号频谱X(f)重构出原振动信号频谱X0(f)。
所述振动元件制备方法如下步骤：
aa、对厚度为20μm的晶片放入清洗装置中进行氧气清洗；
bb、对清洗之后的晶片进行金属溅射，依次溅射一层金属铬和金；
cc、对溅射金属后的晶片涂光刻胶，采用光刻和湿法腐蚀，完成图形化处理；
dd、对图形化后的晶片进行电镀金属镍形成金属镍的掩膜；
ee、对电镀金属镍之后的晶片进行离子刻蚀，形成振动元件。


2.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤b中对H2(f)的变换方法为在matlab中使用快速傅里叶变换得到窗函数频谱H2(f)，然后使用fftshift函数将H2(f)变换得到H2′。


3.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤c中所述的重构模型为：



其中X(f)为无线振动传感器采集的信号频谱，H2′为窗函数频谱变换后的谱图，表示卷积，X0(f)原始振动信号的频谱，ε为噪声，且X(f)、H1(f)、H2’、X0(f)、ε均为行向量。


4.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤d中所述的寻优函数为：



其中μ为迭代步长。为代价函数θ(f)在X0(f，n)方向上的梯度；所述的代价函数θ(f，n)为：



其中X(f)、H2′、皆与步骤c中所述一致，X0(f，n)为第n次迭代寻优时的重构频谱，||||1表示取L1范数，表示取L2范数的平方，λ为正则化参数。所述的为：



其中λ为待定参数、sgn为符号函数。


5.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤e中所述的截止条件为：



所述的参数寻优范围为0.001≤λ≤0.02，0.001≤μ≤0.05。


6.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤aa中的清洗装置包括架体(1)、一端固定设于架体上的两个第一导向杆(2)、可移动套设于两个第一导向杆上的升降座(3)、固定设于升降座上的第一进气管(4)、位于第一进气管正下方设于升降座上的第二进气管(5)、固定设于第一进气管下端的第一喷气组件(6)、与第一喷气组件对称设置且固定设于第二进气管上端的第二喷气组件(7)、固定设于架体上的下导风环(8)、等距环形分布且一端固定设于下导风环上的多个第一固定杆(9)、固定设于多个第一固定杆另一端上且位于下导风环正上方的上导风环(10)、设于下导风环和上导风环中间处的夹料组件(11)、设于上导风环上用于驱动夹料组件运行的驱动组件(12)、用于对第一进气管与上导风环密封的密封组件(13)、设于升降座上的螺杆(14)、固定设于架体上用于驱动螺杆转动的电机(15)；通过电机驱动螺杆转动，带动升降座沿着两个第一导向杆向上移动，即使第一喷气组件和第二喷气组件同时移出上导风环和下导风环，把需要清洗的晶片放在第二喷气组件上，再通过电机驱动螺杆反向转动，带动升降座沿着两个第一导向杆下降，对第一喷气组件和第二喷气组件进行复位，使位于第二喷气组件上的晶片下降，晶片移动至夹料组件处，通过驱动组件驱动夹料组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：初宁，徐建锋，李晓明，杨广胜，
申请(专利权)人：浙江上风高科专风实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33