[发明专利]一种用于获取待测物体共振频率的系统和方法

权利要求书

1.一种用于获取待测物体共振频率的系统，其特征在于，包括固定装置、驱动模块、振动信息获取模块、数模转换模块、和处理控制模块；

所述驱动模块向待测物体施加一个瞬时的力使待测物体发生振动；

所述振动信息获取模块包括线圈和磁铁，所述线圈和磁铁中的其中一个固定在固定装置，另一个设置在待测物体；

所述数模转换模块采集线圈的模拟信号，并将模拟信号转换成数字信号回传给处理控制模块；

所述处理控制模块通过对数字信号进行处理后得到待测物体的共振频率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动模块包括所述线圈和磁铁；所述线圈与处理控制模块电连接，所述处理控制模块控制线圈的通电。

3.一种用于获取待测物体共振频率的方法，所述方法使用如权利要求1~2任一项所述的系统，所述方法包括以下步骤：

S1，驱动模块使待测物体产生受迫运动；

S2，驱动模块停止向待测物体施加力，使待测物体自由振动；

S3，在待测物体自由振动时，通过数模转换模块获取线圈中的模拟信号，并将该模拟信号转换成数字信号回传给处理控制模块；

S4，所述处理控制模块对数字信号进行处理后得到待测物体的共振频率。

4.根据权利要求3所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述振动信息获取模块还兼用作驱动模块，所述驱动模块包括线圈和磁铁，所述处理控制模块控制线圈的通电与否；

当线圈中通电后，所述线圈和磁铁作为驱动模块，所述线圈和磁铁之间的电磁力使待测物体产生受迫运动；

当线圈不通电后，线圈和磁铁之间的电磁力消失，所述待测物体自由振动；待测物体自由振动时，所述线圈和磁铁作为振动信息获取模块，所述线圈相对于磁铁做相对运动并切割磁感线产生模拟信号。

5.根据权利要求3所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述处理控制模块中包括计算模块，所述计算模块根据频率提取算法可以得到此物体的共振频率。

6.根据权利要求4所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述频率提取算法为时间域频率提取算法；所述时间域频率提取算法包括以下步骤:

S41，获取数字信号的时域信号，并绘制时域曲线图，所述曲线图的横轴为时间t,纵轴为数字信号的幅值Y；

S42，寻找曲线图的波峰与波谷；

S43，设振动周期为T，T/2等于曲线图中相邻近的波峰与波谷之间的时间差；计算共振频率f，共振频率f=1/T。

7.根据权利要求6所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述波峰的寻找方法是：

比较等时间间隔分布的七个点的幅值大小，如果中间点的幅值同时大于其左右两边各三个点的幅值，则该点处为波峰；

所述波谷的确定方法是：

比较等时间间隔分布的七个点的幅值大小，如果中间点的幅值同时小于其左右两边各三个点的幅值，则该点处为波谷。

8.根据权利要求4所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述频率提取算法为频率域频率提取算法。

9.根据权利要求8所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述频率域频率提取算法包括以下步骤:

S41’，使用FFT算法对数字信号进行快速傅里叶变换，以获取信号的频域特征，并得到频率幅值图，所述频率幅值图的横轴为数字信号的频率f’,纵轴为数字信号的幅值Y；

S42’，设置频率搜索范围，在该频率搜索范围内寻找到最大幅值点，该最大幅值点对应的频率即为共振频率。

10.根据权利要求8所述的获取待测物体共振频率的方法，其特征在于，所述频率搜索范围为50Hz~500Hz。