机械振动信号检测异常干扰消除方法技术

本发明专利技术提供了一种机械振动信号检测异常干扰消除方法，主要包括以下步骤：①对采集信号做1阶差分，旋转扫描差分信号确定初始脉冲分界；②确定信号有效幅度上限和脉冲幅度下限；从处理信号中检索有效点，做高阶平滑处理，对序列中的非有效点内插形成序列扩展信号；③从处理信号中减去平滑后的序列扩展信号，获得新信号；④若处理信号和新信号差别较大，则将新信号作为处理信号，调整脉冲分界值，重复②后的操作。否则，从新信号中截取脉冲，并重构形成脉冲干扰信号；⑤从采集信号中排除脉冲干扰，就是机械振动信号。本发明专利技术具有快速、精度高、可选择和可控制性好的特点，在数据无线传输、语音处理、机械设备声振信号处理领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种机械振动信号检测异常干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）设采集获得的振动信号序列为u0(i)={u0(0)、u0(1)、u0(2)……u0(N)}，当前处理信号为S0(K,i)；令K=0，将采集获得的振动信号u0(i)作为当前处理信号S0(K,i)；（2）对处理信号S0(K,i)进行1阶差分处理，获得1阶差分信号：y1(0)=S0(K,0)，y1(i)=S0(K,i)?S0(K,i?1)??(i=1,2,3,......,N)??（a）其中，N为采集获得的振动信号序列的数据点数量；K为循环计算次数，K=0表示初次计算，处理的是测量信号；K≥1时计算处理K?1次获得的、包含高频成分的脉冲信号；（3）对1阶差分信号进行旋转扫描显示，根据旋转扫描显示结果来确定信号的振幅绝对值范围[0,Vmax]，定义信号振幅在[0,V]的数据点数量与数据点总量的百分比值为半径V的分界百分比；若1阶差分信号中，大于数值VK的数据点是脉冲信号，则称[0,VK]的数据点数量与数据点总量的百分比值为脉冲分界百分比RK；若K=0，则估计脉冲分界百分比初始值R0；否则，根据上次处理的RK?1值计算本次的脉冲分界百分比数值RK，计算公式为式（b）中，Rmax是脉冲分界百分比最大值，且Rmax≤100，Rmax=100对应测量信号中没有脉冲干扰信号的情况；（4）确定当前处理信号的幅度下限Amin和有效数据点幅度上限Bmax；在此，把信号振幅绝对值>Amin的数据点归为脉冲信号，而将信号振幅绝对值f(S0(K,i)Vmax×W)=f(S0(K,i)Vmax×W)+1N(i=0,1,2,......N)---(c)其中，W为振幅绝对值范围[0,Vmax]区间的分段数量，W越大，密度分布函数刻画就越精细，W取不小于100的整数，进一步处理可获得数据点的分布函数：F(j)=Σi=0jf(i)???(j=0,1,2,...W)则Amin数值由下式确定：取Bmax=Cf×Amin，Cfy1(i)×y1(i+1)<0|y1(i)-y1(i+1)|>Amin(i=1,3,......,N-1)---(e)（6）在检测得到电磁激励脉冲信号之后，获取该脉冲定位序列号nj，其中j表示在测量信号中的脉冲排列序号；相应地，脉冲作用的时间范围用脉冲信号数据点序列号表示为[nj1,nj2]，其中nj1为第j个脉冲的起始端点序号，nj2为第j个脉冲的终止端点序号，所有脉冲数据点序列号的集合为{Λ|[nj1,nj2]，j=1,2,3,......,Mc}其中，Mc为脉冲信号段的数量；（7）在检测电磁激励脉冲信号的同时，在非脉冲序列段中进行有效振动信号数据点的检索，对符合以下条件的数据点按序形成新的序列yBM(k)：yBM(k)={S0(K,i)|y1(i)|≤Bmax∩i∉Λ(i=1,2,3,......N)}(k=1,2,3......M)---(f)式（f）中，M为有效信号数据点数量；（8）对信号序列yBM(k)进行高阶平滑处理，获得高阶平滑处理后的信号序列yBML(k)；（9）对步骤（8）所述的信号序列yBML(k)，在对应的非yBM(k)数据点处进行内插处理，由此形成信号序列yBMLI(i)；（10）对信号序列yBMLI(i)再做高阶平滑处理，获得新的平滑信号序列yBMLIL(i)；（11）生成新信号序列ymcs(K,i)：ymcs(K,i)=S0(K,i)?yBMLIL(i)；（12）计算当前处理信号S0(K,i)和新信号序列ymcs(K,i)的相对误差是否满足：Σ|S0(K,i)-ymcs(K,i)|Σ|S0(K,i)|<1-RK100---(g)（13）若步骤（12）计算得到的相对误差不满足（g）式，则令K=K+1，S0(K,i)=ymcs(K,i)，转入步骤（2）；否则，转入步骤（14）；（14）利用步骤（6）的脉冲定位信息，从ymcs(K,i)序列中截取得到相应的Mc个短脉冲信号yMC(j)，(j=1,2,3……,Mc)，脉冲作用时间的边界范围用脉冲采样点数量kf来表示，kf≥2；（15）对这Mc个脉冲进行信号重构，建立脉冲干扰信号序列yms(i)；（16）获得机械设备振动信号ymv(i)：ymv(i)=u0(i)?yms(i)；步骤（9）所述的内插处理，根据脉冲或冲击信号的类型不同，分别采用两种方式进行处理，设i为内插点；k1、k2分别...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕苗荣，王莹莹，魏宝建，邵士霄，赵环，段耀辉，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：