[发明专利]一种工程车辆振动信号的频谱细化方法

权利要求书

1.一种工程车辆振动信号的频谱细化方法，其特征在于，包括以下步骤：

在工程车辆内安装多个加速度传感器采集振动信号；所述多个加速度传感器分别放置在工程车辆的车桥左侧、车架前中心位置，以及驾驶室地板中心位置；

对采集的振动信号做预处理，包括信号放大处理和对放大后的加速度传感器信号做滤波处理；

对每个加速度传感器滤波后的数据信号，进行数据规整化处理，构成规整化数据；

按照规整化数据的列向维度序号，计算每列数据的频谱，得到该列数据的有效峰值频率；

计算该列数据频谱中相邻有效峰值的频率差分值，判断是否需要进行频谱细化处理，是，则提取需要进行细化处理频段的起始频率和终止频率，进行线性调频Z变换并保存结果，得到对应频段的细化频谱；否，直接保存频谱结果；

所述判断是否需要进行频谱细化处理，包括顺序对比有效峰值的频率差分序列与原频率分辨率b倍数值的大小，如果频率差分值均大于或等于原频率分辨率b倍数值，则无需进行频谱细化，直接保存频谱结果；

如果频率差分值均小于原频率分辨率b倍数值，则需进行频谱细化；

其中，b取值范围为：3～5；

确定所述细化处理频段的起始频率包括：

当频率差分值第一次小于原频率分辨率b倍数值时，提取该差分值中，被减数对应的有效峰值频率点作为第一段频谱细化频段的起始频率；

确定所述细化处理频段的终止频率包括：

如果直至差分序列最后一个序号，频率差分值均小于原频率分辨率b倍数值，则提取最后一个有效峰值频率点作为这一段频谱细化频段的终止频率；说明该列数据仅有一段频段需要进行频谱细化；如果对比过程中，出现频率差分值大于原频率分辨率b倍数值时，提取该差分值中，被减数对应的有效峰值频率点作为第一段频谱细化频段的终止频率；

遍历每一列数据，进行处理得到频谱细化频段的CZT，并保存结果；直至所有需要细化的频段完成频谱细化处理。

2.根据权利要求1所述的工程车辆振动信号的频谱细化方法，其特征在于，所述信号预处理包括：

对采集的振动信号做放大处理包括依次进行一级放大、高通滤波和二级放大；

滤波处理采用低通滤波器将放大后的信号去除噪声。

3.根据权利要求1所述的工程车辆振动信号的频谱细化方法，其特征在于，所述对每个加速度传感器滤波后的数据信号，进行数据规整化处理，构成规整化数据包括：

传感器采集数据在滤波后的数量为M，即包含M个长度长短不一的数据向量，M为传感器数量；找到其中的采样点数最大值即长度最大值，记为N；

对其余的M-1个数据向量后边进行补零处理，使得每个数据向量的长度均为N；

将补零后的向量按照第一列、第二列、…第M列排列，构成规整化数据。

4.根据权利要求1所述的工程车辆振动信号的频谱细化方法，其特征在于，所述计算每列数据的频谱包括：

对该列数据进行快速傅里叶变换；

对变换结果取绝对值，得到频谱幅值。

5.根据权利要求4所述的工程车辆振动信号的频谱细化方法，其特征在于，所述得到有效峰值频率包括：

将所述频谱幅值的最大值作为该列有效峰值的判据，当幅值高于最大值的a倍时，判定为有效峰值，提取有效峰值对应的频率值，保存为有效峰值频率序列。

6.根据权利要求5所述的工程车辆振动信号的频谱细化方法，其特征在于，按照下式进行线性调频Z变换(CZT)，并保存结果；

其中：

x(n),fs，分别是规整化后的该工况的一列数据及采样频率；

f_min1,f_max1，分别为该段频谱细化频段的起始频率、终止频率；

R＝(f_max1-f_min1)/Δf，该段频谱细化频段CZT的点数；

r＝0,1,...R-1，该段频谱细化频段CZT的序号；

Δf，是频谱细化后的频率分辨率。