[发明专利]基于模拟退火算法的瞬时频率估计方法

权利要求书

1.基于模拟退火算法的瞬时频率估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对采集的振动信号进行STFT变换，并得到信号的时频谱图；

(2)在步骤(1)得到的时频谱图上确定初始状态；

(3)根据步骤(1)得到的时频谱图，在t时刻频率值所在点的附近找出所有候选的t-1时刻频率值所在的点，将这些候选的t-1时刻频率值所在点处的能量值依次代替t-1时刻初始状态的值，产生新的状态；

(4)将步骤(3)产生的新状态的能量与初始状态比较，得到状态变化的增量，选择接受准则来接受新状态，找出能量值最大的新状态以及该新状态对应的候选的t-1时刻频率值所在的点，将该点作为t-1时刻频率值所在点的估计值；

(5)返回步骤(3)，根据t-1时刻频率值所在点的估计值求出t-2时刻频率值所在点的估计值，依此规律循环步骤(3)-(4)，从而估计出所有时刻的瞬时频率；

(6)将步骤(5)估计出的瞬时频率进行拟合，消除局部误差。

2.根据权利要求1所述基于模拟退火算法的瞬时频率估计方法，其特征在于，步骤(1)的具体过程：

给定一个时间宽度很短的窗函数，窗函数随时间变化截取信号，然后做如式(1)所示的傅立叶变换，再根据式(2)求出STFT频谱，STFT频谱即为STFT的时间—频率能量分布：

P(t,f)＝|S_x(t,f)|² (2)

其中，x(t)为振动信号，γ(t)为窗函数，*代表复共轭，f为时间变量，t和τ是等效的时间变量。

3.根据权利要求1所述基于模拟退火算法的瞬时频率估计方法，其特征在于：在步骤(2)中，在步骤(1)得到的时频谱图上找到一阶转速最终时刻对应的频率点所在行的能量值的总和作为初始状态。

4.根据权利要求1所述基于模拟退火算法的瞬时频率估计方法，其特征在于：在步骤(4)中，采用Metropolis接受准则来接受新状态。

5.根据权利要求1所述基于模拟退火算法的瞬时频率估计方法，其特征在于：在步骤(6)中，采用最小二乘法对步骤(5)估计出的瞬时频率进行拟合。