一种摩擦信号非线性递归特性精细化特征提取方法技术

本发明专利技术公开了一种摩擦信号非线性递归特性精细化特征提取方法，步骤如下：实测摩擦信号降噪滤波处理；相空间重构；构建相轨迹递归矩阵并绘制递归图；使用局部二值模型提取隶属度函数递归图纹理特征。本发明专利技术应用连续取值隶属度函数代替传统Heaviside函数用于辨识重构相轨迹内相点间递归特性，解决了二元值性造成的刚性边界以及信息丢失和递归分析结果偏差；本发明专利技术应用局部二值模型提取灰色递归图纹理特征，实现摩擦信号非线性递归特征的定量描述，进一步丰富了摩擦学

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦信号非线性递归特性精细化特征提取方法


[0001]本专利技术涉及信号处理，特别是一种摩擦信号非线性递归特性精细化特征提取方法。

技术介绍

[0002]摩擦磨损行为相对于磨合控制参量的系统依赖性及其随磨损过程的时变特征，决定了摩擦系数、摩擦振动、温度等信号时间序列具有典型的非线性特性，也导致了摩擦磨损问题研究具有不同于一般研究的复杂性和艰巨性。随着传感器技术和数据分析方法的快速发展，构建基于数据驱动的磨合状态辨识及质量评价体系逐步成为摩擦学及相关领域的前沿课题。大量研究成果表明：从摩擦学
‑
动力学耦合角度出发，应用关联维数、熵、Lyapunov指数、递归特性分析等分形、混沌方法揭示摩擦信号动力学特性及演化机理，可为摩擦磨损行为研究提供了新的视角，在摩擦学行为混沌特性表征、磨合状态辨识和质量评价，以及数据驱动的状态监测、故障诊断等诸多领域都取得了较为显著的成果。
[0003]相较于关联维数、Lyapunov指数的传统混沌分析方法，递归分析是以宏观递归图与定量递归分析参数为主要内容的、考虑重构高维相轨迹内相点间相对距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摩擦信号非线性递归特性精细化特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)实测摩擦信号降噪滤波处理：对摩擦磨损实验过程中采集到的摩擦信号，使用MATLAB中的小波分析工具箱Wavelet Toolbox进行滤波降噪，提取有效成分；(2)相空间重构：对于先验信息未知的一维时间序列{x
i
}，i＝1,2,3,
…
,n，采用基于坐标延迟的相空间重构方法，即按时间间隔τ从序列{x
i
}中取值并构造矢量Xi：X
i
＝[x
i
,x
i+τ
,x
i+2τ
,...,x
i+(m
‑
1)τ
],i＝1,2,...,Nm为嵌入维数，由虚假最邻近点法计算得到；τ为延迟时间，由互信息法计算得到；构造得到m维相空间矩阵，如下式：X＝[X1,X2,...,X
i
,...,X
N
]
T
式中，N为重构后相空间矢量的个数，N＝n
‑
(m
‑
1)τ；(3)构建相轨迹递归矩阵并绘制递归图：应用隶属度函数R
ij
＝cos[πd
ij
/2max(d
ij
)]代替Heaviside函数表征重构相轨迹中相点间相对距离，其中d
ij
＝||X
i
‑
X
j
||表示相点X
i
和X
j
间的欧式距离，max(d
ij
)则为相轨迹内所有相点的最大距离；将重构递归矩阵内各元素视作灰度值，在二维平面内绘制灰色递归图：状态X
i
和X
j
越相似，元素R
ij
取值越趋于1，在灰色递归图中对应位置颜色越深；反之，状态向量X
i
和X
j
相似度越低，R
ij
取值趋于0，图中对应位置颜色越浅；(4)使用局部二值模型提取隶属度函数递归图纹理特征：LBP是一种用来描述图像局部纹理...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国栋，王海生，王宇婷，张莹，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：