[发明专利]对密集频谱进行快速高精度细化校正的方法

说明书

技术领域

本发明属于频域信号处理技术领域，具体涉及一种对密集频谱进行快速高精度细化校正的频谱处理方法。

背景技术

由于复杂结构齿轮系统振动在电流信号中信息集成度高，存在有大量齿轮轴频率及谐波、齿轮啮合频率及谐波，以及其复杂调制表现，电流特征成分异常复杂，即使在解调情况下提取出的单频分量也会受到噪声干扰，直接从频谱上提取带来了困难。为了满足齿轮的电流谱分析要求，必须要求电流谱既要有高的频率分辨率，又要有较宽的频率范围。

1999年，谢明、丁康等根据单频率信号窗谱主瓣内的谱线在复平面内共线的特点，在比值法基础上，通过数值搜索两个频率分量在复平面上的方位角将两个密集频率分开，达到了校正和识别的效果。Sarkar等提出了交叉CZT(Interlaced chirp Z transform)方法，提高了CZT算法的效率，加快了计算速度。2007年，段虎明等提出频率抽取校正法，通过从原始时域序列中不断抽取谐波分量的方法对信号进行校正。

从以上研究来看，密集频率的校正也只限于两个临近频率成分的校正，未能深入到连续频率成分频谱的误差和校正方法的研究。众多学者研究的频谱细化方法都建立在采样点数增加的情况下，在很多客观条件限制的情况下常常不可行，因此，具有密集频谱的频谱校正问题仍是目前频谱校正技术最难解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于，为避免现有技术的不足，提供一种快速高精度频谱细化校正方法方法。

针对复杂环境下进行密集频谱细化校正过程中的实时性和精度问题，以实现快速、高精度频谱细化校正为研究目的，提供了一种快速高精度频谱细化校正方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种对密集频谱进行快速高精度细化校正的方法，包括以下步骤：

(1)确定细化频带和输出点数；

(2)将细化频带转换为单位圆上的一段圆弧，确定线性调频Z变换的路径，确定起点、终点和间隔点的位置；

(3)在给定的路径上，对信号进行线性调频Z变换。

(4)根据细化频段内频率点位置和线性调频Z变换(CZT)的结果，得到相应的细化谱；

(5)构成一个N点的汉宁窗；

(6)汉宁窗对自己求卷积，得到2N-1点的卷积窗；

(7)全相位法预处理；

(8)对细化后的频谱采用全相位相位差法进行频谱校正。

所述的对密集频谱进行快速高精度细化校正的方法，所述的步骤(2)包括如下步骤：

(21).已知信号x(n)，其Z变换的定义为：

X(z)=Σn=0∞x(n)z-n---(1)]]>

式中：x(n)为采集的信号序列。s为拉普拉斯变量，为实数，圆频率ω＝ΩT_s为一角度：