一种减振器总成异响检测方法技术

本发明专利技术公开了一种减振器总成异响检测方法，属于减振器异响检测技术领域，对待测减振器总成台架试验噪声信号进行采集及预处理；对预处理后的数据进行频谱分析得到能量谱数据，对能量谱数据进行滤波；对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到待测减振器总成噪声信号的MFCC；由待测减振器总成噪声信号的MFCC生成待测减振器总成异响特征距离矩阵；将待测减振器总成异响特征距离矩阵与减振器总成异响检测模板集进行匹配，生成待测减振器总成异响特征匹配矩阵，以对待测减振器总成异响特征进行判定。该方法对减振器总成异响识别率高，工作效率高，能对减振器总成是否存在异响做出快速、有效的判断，并对存在异响的减振器总成作出故障诊断。作出故障诊断。作出故障诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种减振器总成异响检测方法


[0001]本专利技术属于减振器异响检测
，更具体地，涉及一种减振器总成异响检测方法。

技术介绍

[0002]对于汽车，尤其是轿车来说，减振器总成异响通常是客户抱怨的重点问题之一。各大汽车厂商投入了大量的人力、物力、财力对减振器总成异响进行检测，以防止不良产品流向市场。目前，对车辆减振器总成异响的检测有两种方法。
[0003]第一种方法为主观评价法，依靠有经验的人员对减振器总成噪声进行检查，判断有无异响。这种方式主观性强(对同一减振器总成噪声，不同的人有不同的判断结果)，工作效率低下，且人员长时间工作时易引起听觉疲劳从而导致错检、漏检等问题，不利于产品的自动化生产。
[0004]第二种方法为频谱分析法，采集减振器总成台架试验噪声信号，对噪声总体进行频谱分析，依据频谱结果判断减振器总成有无异响。这种方式有很大的局限性，由于减振器总成台架试验噪声不是稳态的，只能对总体噪声信号进行时频分析，得到的结果不直观，无法对有无异响提供有力的判据，致使该方法不实用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种减振器总成异响检测方法，该方法对减振器总成异响识别率高，工作效率高，能对减振器总成是否存在异响做出快速、有效的判断，并能对存在异响的减振器总成作出故障诊断，判断是何种原因导致的异响。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种减振器总成异响检测方法，包括：
[0007]采集待测减振器总成台架试验噪声信号，并对待测减振器总成台架试验噪声信号进行预处理；
[0008]对预处理后的数据进行频谱分析得到能量谱数据，对能量谱数据进行滤波；
[0009]对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到待测减振器总成噪声信号的MFCC；
[0010]由待测减振器总成噪声信号的MFCC生成待测减振器总成异响特征距离矩阵；
[0011]将待测减振器总成异响特征距离矩阵与减振器总成异响检测模板集进行匹配，生成待测减振器总成异响特征匹配矩阵；
[0012]基于待测减振器总成异响特征匹配矩阵对待测减振器总成异响特征进行判定。
[0013]在一些可选的实施方案中，所述对待测减振器总成台架试验噪声信号进行预处理，包括：
[0014]对待测减振器总成台架试验噪声信号进行分帧，将N个连续采样点集合成一帧，将第i帧数据记为x0(i)，N为帧长，N为2的指数次幂；
[0015]对各帧数据x0(i)进行加窗处理，得到加窗后的第i帧数据x(i)。
[0016]在一些可选的实施方案中，所述对预处理后的数据进行频谱分析得到能量谱数据，包括：
[0017]对加窗后的各帧数据x(i)进行FFT变换，得到加窗后的第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)；
[0018]对第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)取模，得到第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)的幅值谱A(i,k)；
[0019]对第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)的幅值谱A(i,k)取平方，得到第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)的能量谱E(i,k)。
[0020]在一些可选的实施方案中，所述对能量谱数据进行滤波，包括：
[0021]根据待测减振器总成台架试验噪声信号的采样频率，得到待测减振器总成台架试验噪声信号的频率上限，待测减振器总成台架试验噪声信号的频率下限设置为与人耳所能感知的噪声的频率下限相等，由频率上限得到Mel三角滤波器的最大mel值，由频率下限得到Mel三角滤波器的最小mel值；
[0022]由最大mel值、最小mel值、采样频率和数据帧长度计算Mel三角滤波器组各滤波器的中心频率，由各滤波器的中心频率得到各滤波器的传递函数；
[0023]每一帧频谱数据通过Mel滤波器后的频谱能量F(i,m)为能量谱E(i,k)与Mel三角滤波器组传递函数的乘积和，1≤m≤M，M为滤波器个数。
[0024]在一些可选的实施方案中，所述对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到待测减振器总成噪声信号的MFCC，包括：
[0025]由得到待测减振器总成噪声各帧数据的MFCC，t＝1,2
……
M，M，C(i,t)为第i帧数据的MFCC的第t个系数，m为三角滤波器序号，表示第m个三角滤波器。
[0026]在一些可选的实施方案中，所述减振器总成异响检测模板集的生成包括：
[0027]采集正常减振器总成和存在异响的减振器总成的噪声信号，对进行噪声信号采集的减振器总成进行编号，并记录故障状态；
[0028]对采集的各噪声信号进行预处理，对预处理后的各噪声信号进行频谱分析得到能量谱数据，对能量谱数据进行滤波；
[0029]对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到各噪声信号的MFCC，组成R个MFCC矩阵，每个矩阵的每一列代表相应减振器总成某帧数据的M个Mel倒谱系数，每个矩阵的列数不尽相同，列数表示相应减振器总成噪声的帧数，记为col_num，col_num(n)表示编号为n的减振器总成的MFCC矩阵的列数，R表示采集的减振器总成的噪声信号的个数；
[0030]将R个MFCC矩阵组合成一个三维矩阵，记为M_template，M_template(n,i2,j2)表示编号为n的减振器总成MFCC矩阵中的第i2行，第j2列元素，M_template为减振器总成异响检测模板集。
[0031]在一些可选的实施方案中，所述由待测减振器总成噪声信号的MFCC生成待测减振器总成异响特征距离矩阵，包括：
[0032]将待测减振器总成噪声各帧数据的MFCC记为M_test；
[0033]由采用余弦相似度来表征两帧MFCC间的距离度量参数，其中，similarity_0为一三维矩阵，1≤n≤R，1≤i2≤T，1≤j2≤col_num(n)，similarity_0(n,i2,j2)表示待测减振器总成第i2帧MFCC与检测模板集中编号为n的减振器总成第j2帧MFCC间的余弦相似度，T表示待测减振器总成的帧数量，M_test(t,i2)表示待测减振器总成噪声第i2帧数据的第t个Mel倒谱系数，M_template(n,t,j2)表示检测模板集中编号为n的减振器总成第j2帧数据的第t个Mel倒谱系数；
[0034]由similarity＝e
‑
similarity_0
对similarity_0进行变换得到similarity，以改变similarity_0的趋势，使similarity越小，两向量越贴近，最后由similarity构成待测减振器总成异响特征距离矩阵。
[0035]在一些可选的实施方案中，所述生成待测减振器总成异响特征匹配矩阵，包括：
[0036]根据待测减振器总成MFCC与检测模板集中编号为n的减振器总成MFCC间的距离矩阵similari本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减振器总成异响检测方法，其特征在于，包括：采集待测减振器总成台架试验噪声信号，并对待测减振器总成台架试验噪声信号进行预处理；对预处理后的数据进行频谱分析得到能量谱数据，对能量谱数据进行滤波；对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到待测减振器总成噪声信号的MFCC；由待测减振器总成噪声信号的MFCC生成待测减振器总成异响特征距离矩阵；将待测减振器总成异响特征距离矩阵与减振器总成异响检测模板集进行匹配，生成待测减振器总成异响特征匹配矩阵；基于待测减振器总成异响特征匹配矩阵对待测减振器总成异响特征进行判定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待测减振器总成台架试验噪声信号进行预处理，包括：对待测减振器总成台架试验噪声信号进行分帧，将N个连续采样点集合成一帧，将第i帧数据记为x0(i)，N为帧长，N为2的指数次幂；对各帧数据x0(i)进行加窗处理，得到加窗后的第i帧数据x(i)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对预处理后的数据进行频谱分析得到能量谱数据，包括：对加窗后的各帧数据x(i)进行FFT变换，得到加窗后的第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)；对第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)取模，得到第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)的幅值谱A(i,k)；对第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)的幅值谱A(i,k)取平方，得到第i帧数据x(i)中第k条谱线的频谱X(i,k)的能量谱E(i,k)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对能量谱数据进行滤波，包括：根据待测减振器总成台架试验噪声信号的采样频率，得到待测减振器总成台架试验噪声信号的频率上限，待测减振器总成台架试验噪声信号的频率下限设置为与人耳所能感知的噪声的频率下限相等，由频率上限得到Mel三角滤波器的最大mel值，由频率下限得到Mel三角滤波器的最小mel值；由最大mel值、最小mel值、采样频率和数据帧长度计算Mel三角滤波器组各滤波器的中心频率，由各滤波器的中心频率得到各滤波器的传递函数；每一帧频谱数据通过Mel滤波器后的频谱能量F(i,m)为能量谱E(i,k)与Mel三角滤波器组传递函数的乘积和，1≤m≤M，M为滤波器个数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到待测减振器总成噪声信号的MFCC，包括：由得到待测减振器总成噪声各帧数据的MFCC，t＝1,2
……
M，M，C(i,
t)为第i帧MFCC的第t个系数，m为三角滤波器序号，表示第m个三角滤波器。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述减振器总成异响检测模板集的生成包括：采集正常减振器总成和存在异响的减振器总成的噪声信号，对进行噪声信号采集的减振器总成进行编号，并记录故障状态；对采集的各噪声信号进行预处理，对预处理后的各噪声信号进行频谱分析得到能量谱数据，对能量谱数据进行滤波；对滤波后的数据求对数，进行离散余弦变换得到各噪声信号的MFCC，组成R个MFCC矩阵，每个矩阵的每一列代表相应减振器总成某帧数据的M个Mel倒谱系数，每个矩阵的列数不尽相同，列数表示相应减振器总成噪声的帧数，记为col_num，col_num(n)表示编...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘年，高小清，张浩，屈少举，周副权，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：