[发明专利]一种机械设备振动信号的降噪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降噪方法，特别是关于一种机械设备振动信号的降噪方法。

背景技术

机械设备是一个复杂的系统，各个零部件之间存在相对运动，而且机械设备的运行工况经常发生变化，这些因素导致采集到的振动信号中除了反映设备运行状态的有用信号之外，还有大量的噪声。噪声的存在对设备运行状态的监测、故障诊断都带来了很大的干扰，因此需要对振动信号进行降噪处理。

传统的振动信号降噪方法通常使用滤波器设置不同通带，达到对某特定波带信号的抑制或滤除。但是这类降噪方法仅适用于信号与噪声处于不同频带的情形。对于复杂系统振动信号而言，系统信号与噪声信号在频带上发生相互混叠的现象往往是无法避免的，这使得传统降噪方法在处理复杂系统信号时存在很大局限性，效果往往不佳。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种机械设备振动信号的降噪方法，能有效降低振动信号中噪声干扰，使故障特征频率更加明显，进而有利于故障特征的提取。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种机械设备振动信号的降噪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)对非平稳振动信号x(t)进行局部均值分解如下：(1.1)确定振动信号x(t)上的所有局部极值点n_i，计算所有相邻两个极值点的平均值m_i：

mi=ni+ni+12,]]>

式中，n_i+1是与局部极值点n_i相邻的局部极值点；(1.2)将所有的平均值m_i用直线连接，然后采用滑动平均方法做平滑处理，得到局域均值函数m₁₁(t)；(1.3)通过局部极值点n_i求出相应的包络估计值a_i，并将所有包络估计值a_i用直线连接，然后采用滑动平均方法做平滑处理，得到相应的包络估计函数a₁₁(t)；(1.4)从原始非平稳振动信号x(t)中将局域均值函数m₁₁(t)分离出去，得到剩余信号h₁₁(t)，用剩余信号h₁₁(t)除以包络估计函数a₁₁(t)，对剩余信号h₁₁(t)进行解调：

h₁₁(t)＝x(t)-m₁₁(t)，         (1)

s₁₁(t)＝h₁₁(t)/a₁₁(t)，           (2)式中，s₁₁(t)为过程信号，解调直到该过程信号s₁₁(t)为纯调频信号为止；(1.5)将迭代得到的包络估计函数全部相乘，得到一个瞬时幅值函数a₁(t)：