[发明专利]一种旋转机械扭振冲击信号特征提取方法

权利要求书

1.一种旋转机械扭振冲击信号特征提取方法，其特征是：

1)将扭振冲击响应信号看作为一组衰减响应信号，用Hilbert变换来提取幅值衰减过程

的包络曲线；

2)根据包络曲线面积评定冲击响应能量；

3)求取对数包络曲线，用斜线来逼近对数包络曲线，由斜线斜率和起点值求得冲击响应

信号阻尼特性和冲击幅度；

其具体步骤为：

(1)测量原始扭振信号y(t)，用五点平滑法降噪得到待分析信号y₁(t)；

(2)应用Hilbert变换求取待分析信号y₁(t)的包络信号；首先，计算待分析信号y₁(t)的Hilebrt变换信号y₂(t)

y2(t)=hilbert[y1(t)]=1π∫-∞∞y1(t)τ-tdτ]]>

由原始信号y₁(t)和Hilbert变换后的信号构造新的解析信号：

y₃(t)＝y₁(t)+jy₂(t)

解析信号的幅值就是实信号y₁(t)的包络信号y₄(t)：

y4(t)=y12(t)+y22(t);]]>

(3)设定冲击信号的触发阈值为b，将待分析时间段内的包络曲线y₄(t)分为若干组冲击事件A_{i,i＝1,2,...,n}；一组冲击事件A_i的定义如下：

信号起点处：y₄(t)<b,y₄(t+Δt)≥b

信号终点处：y₄(t)>b,y₄(t+Δt)≤b

其中，Δt为采样时间间隔；

(4)计算一组冲击事件A_i的包络面积s_i

si=∫t1t2y4(t)dt]]>

其中，t₁,t₂为冲击事件所对应的起点和终点时刻；

(5)用指数衰减函数y₅(t)来逼近包络曲线y₄(t)

y₅(t)＝Ae^-σt

其中，A为冲击响应幅值，σ为反映冲击事件衰减快慢程度的量，与系统阻尼有关；

(6)求解A和σ

将上式等号两边取对数得

y₆(t_i)＝ln[y₅(t)]＝ln[Ae^-σt]＝ln(A)-σt

t＝0时刻信号y₆(t_i)的函数值为ln(A)，信号y₆(t_i)的斜率为-σ。