基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法、系统和介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法、系统和介质，可广泛应用于信号处理技术领域。本发明专利技术方法通过对待处理的振动信号作FFT后得到第一幅值谱，并根据第一频谱确定窗函数，接着采用窗函数对振动信号进行离散处理后得到离散序列，然后对离散序列作FFT后得到第二幅值谱，并结合窗函数采用插值方式确定振动信号的工频信号，最后通过工频信号对振动信号进行工频干扰消除，以得到工频消除后的振动信号，本实施例通过选择对应的窗函数和插值方式，以在有效滤除工频干扰的同时，降低有用信号的受损程度，提高信噪比。提高信噪比。提高信噪比。

【技术实现步骤摘要】
基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法、系统和介质


[0001]本专利技术涉及信号处理
，尤其是一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法、系统和介质。

技术介绍

[0002]在机械振动信号处理领域中，电网工频干扰是常见信号干扰源之一，工频极易以多种不同方式耦合到采集信号，从而影响信号采集精度。目前常见的工频噪声干扰滤除方法的其中之一为陷波器方法。陷波器方法的工作原理是根据IIR数字滤波理论设计50Hz陷波器，其函数表达式为：H(z)＝(1
‑
2(cosω)z
‑1+z
‑2)/(1
‑
2α(cosω)z
‑1+α2z
‑2)，其中，ω＝2πf/f
s
＝0.3066，f＝50Hz，f为采样频率(1024Hz)，α值决定陷波器滤波效果。α值越大则凹陷越深、宽度越窄。为得到最佳滤波效果，假设取该值为0.96，设计的陷波器频谱如图1所示。由于工频噪声具有一定范围的波动，为了将其有效滤除，即需使得陷波器频谱具有一定宽度，同时为了降低对有用信号的损伤，也需要使其宽度尽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待处理的振动信号；对所述振动信号作FFT，生成第一幅值谱；根据所述第一幅值谱确定窗函数；采用所述窗函数对所述振动信号进行离散处理，得到离散序列；对所述离散序列作FFT，生成第二幅值谱；根据所述窗函数和所述第二幅值谱，采用插值方式确定所述振动信号的工频信号；根据所述工频信号对所述振动信号进行工频干扰消除，得到工频消除后的振动信号。2.根据权利要求1所述的一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法，其特征在于，所述获取待处理的振动信号，包括：确定采样频率；采用所述采样频率采集预设个数的数据点，组成振动信号。3.根据权利要求2所述的一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法，其特征在于，所述采用所述窗函数对所述振动信号进行离散处理，包括：采用所述窗函数对所述振动信号进行预设点数截断，所述预设点数与所述预设个数相等。4.根据权利要求1所述的一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法，其特征在于，所述根据所述第一幅值谱确定窗函数，包括：判断所述第一幅值谱内工频频谱和有用成分频谱的距离；当所述距离满足第一预设条件，确定窗函数为矩形窗函数；当所述距离满足第二预设条件，确定窗函数为汉宁窗函数。5.根据权利要求4所述的一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法，其特征在于，所述根据所述窗函数和所述第二幅值谱，采用插值方式确定所述振动信号的工频信号，包括：根据所述第二幅值谱确定工频频谱的主瓣；当所述窗函数为矩形窗函数，根据所述主瓣计算所述插值方式的差值系数，所述差值系数的计算公式如下：其中，δ表示插值系数，h
m
表示所述主瓣上左侧线的幅值，h
m+1
表示所述主瓣上右侧线的幅值；根据所述插值系数计算工频参数，所述工频参数计算公式如下：根据所述插值系数计算工频参数，所述工频参数计算公式如下：θ＝phase(h
m
)
‑
π
·
δ
‑
0.5π其中，f表示工频参数的频率，f
m
表示所述主瓣上左侧线的频率，N表示所述振动信号内的数据点总个数，T表示采样间隔，A表示工频参数的幅值，θ表示工频参数的相位；
根据所述工频参数计算所述振动信号的工频信号。6.根据权利要求4所述的一种基于加窗插值FFT的工频干扰消除方法，其特征在于，所述根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓涛，
申请(专利权)人：广东机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：