[发明专利]一种谐波识别方法和计算设备

权利要求书

1.一种谐波识别方法，包括步骤：

获取机械设备的振动信号的频谱；

对所述振动信号的频谱中的数据点进行稀释，以得到第一频谱；

获取第一频谱上的噪声包络线；

保留第一频谱上超过所述噪声包络线的数据点，以形成第二频谱；

将所述机械设备的频率搜索区间等分为多个子区间；

对于每个子区间，

获取第二频谱中该子区间内幅值最大的数据点对应的频率；

以所确定的频率为基础频率，得到至少一个谐波频率；以及

按照从小到大的顺序依次针对每个谐波频率，判断该谐波频率是否存在谐波，直至确定谐波在某个谐波频率处终止为止。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述对所述振动信号的频谱中的数据点进行稀释，以得到第一频谱的步骤包括：

在所述振动信号的频谱起点处设置具有第一窗宽的第一窗口，所述第一窗宽指示该第一窗口内所含频谱数据点的个数；

重复将第一窗口沿频谱横轴正方向移动第一步长，以形成一个新的第一窗口，直至新的第一窗口到达频谱终点为止，所述第一步长指示第一窗口移动时经过的频谱数据点个数；其中

对于每个第一窗口，确定该第一窗口对应的数据点的幅值和频率，以形成第一频谱。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一窗口对应的数据点的幅值和频率分别为所述第一窗口内的幅值最大值、以及所述第一窗口的中心频率。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述获取第一频谱上的噪声包络线的步骤包括：

在所述第一频谱的起点处设置具有第二窗宽的第二窗口，所述第二窗宽指示该第二窗口内所含第一频谱数据点的个数；

重复将第二窗口沿第一频谱横轴正方向移动第二步长，以形成一个新的第二窗口，直至新的第二窗口到达第一频谱终点为止，所述第二步长指示第二窗口移动时经过的第一频谱数据点个数；其中

对于每个第二窗口，计算该第二窗口的幅值中值；

根据该第二窗口内的数据点的幅值与该第二窗口的幅值中值计算该第二窗口的幅值参考值；

根据位于该第二窗口的中心的数据点的幅值、该第二窗口的幅值参考值和幅值中值，来确定该第二窗口对应的数据点的幅值和频率，以形成所述噪声包络线。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述根据该第二窗口内的数据点的幅值与该第二窗口的幅值中值计算该第二窗口的幅值参考值的步骤包括：

计算该第二窗口内的每个数据点的幅值与该第二窗口的幅值中值的差值；

计算得到的多个差值的中值；

将得到的中值乘以预定数值后得到所述第二窗口的幅值参考值。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中，根据位于该第二窗口的中心的数据点的幅值、该第二窗口的幅值参考值和幅值中值，来确定该第二窗口对应的数据点的幅值和频率的步骤包括：

选取位于第二窗口的中心的数据点；

若该数据点的幅值与第二窗口的幅值中值的差值大于预定倍数的幅值参考值，该第二窗口对应的数据点的幅值基于该第二窗口的幅值中值和所述第二频谱的幅值最大值而得到，其频率为位于第二窗口的中心的数据点的频率。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述判断该谐波频率是否存在谐波的步骤包括：

将第二频谱中该谐波频率的搜索区间内的幅值最大值作为该谐波频率的幅值；

根据该谐波频率的幅值与所述第二频谱的幅值最大值来判断该谐波频率存在谐波还是谐波终止在该谐波频率处。

8.如权利要求1所述的方法，其中，还包括步骤：

对于每个子区间，根据所述第二频谱的幅值最大值、该子区间的谐波能量和和谐波数量来计算该子区间的谐波显著指数；

选取谐波显著指数最大的子区间对应的基础频率、谐波数量和谐波能量和为谐波识别结果。

9.如权利要求1所述的方法，其中，按照以下公式来计算子区间的谐波显著指数：

其中，H为谐波显著指数。