[发明专利]一种工程车辆振动信号的频谱细化方法

说明书

本发明涉及一种工程车辆振动信号的频谱细化方法，包括如下步骤：采集工程车辆振动信号，将工程车辆振动信号放大、将放大后的振动信号滤波处理、将滤波得到的数据整化处理、计算整化后的数据频率得到有效峰值频率、计算有效峰值的频率差分值判断是否需要频谱细化处理、将需要处理的信号进行细化处理、重复处理直到所有传感器都完成处理。利用上述方法，能够解决工程车辆振动控制效果不好的缺陷，降低工程车辆的振动。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种工程车辆振动信号的频谱细化方法。

背景技术

工程车辆行驶及工作时，遭受路面不平度影响的随机激励以及车载设备运行时的激励，这些激励通过轮胎和悬架传递引起整车振动，过大的振动会对车辆结构与工作人员的安全造成危害，需要进行有效的控制。振动控制的关键步骤就是对车辆振动响应信号进行频谱分析提取频率以及相位信息，从而有针对性的采取主动控制或者被动控制措施，降低工程车辆的振动。

传统的频谱特征提取分析一般采用快速傅里叶变化(FFT)，得到整个频段范围的全景频谱，然而工程车辆的工况往往处于非稳态多变工况，其振动响应信号具有频谱密集的特征，这就需要对密集的窄带频谱区间进行筛选及细微分析。采用人工的处理方法，存在人工误差等不确定因素，这会导致频谱峰值的遗漏，进而使得工程车辆的振动控制效果大打折扣。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种一种工程车辆振动信号的频谱细化方法，用以解决现有人工细化数据导致频谱峰值遗漏，使得工程车辆的振动控制效果大打折扣的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

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；

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。

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。

本发明有益效果如下：本方法利用工程车辆振动信号的频谱细化方法，对采集到的数据批量处理，大大提高数据处理效率，使得振动控制效果提升。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，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。

采用上述进一步方案的有益效果是：分别采集几个不同位置的加速度传感器，能够包含各个主要振源得振动变化，使得数据采集更完整，得到的数据更有效。

进一步，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；

采用低通滤波器将放大后的信号去除噪声。

采用上述进一步方案的有益效果是：当信号被放大所需的倍数后，会叠加许多高频噪声，需采用低通滤波的方式可以将高频噪声滤除，减少噪声对数据的影响；第一级放大电路得输出信号中有叠加传感器的零位输出电压，为消除零位输出电压对后续目标放大的影响，在二阶放大器之前需加一个高通滤波电路对信号进行隔离。