[发明专利]一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法

权利要求书

1.一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，包括以下步骤；

a)通过信噪阈值确定频域分段的临界点，以第Ⅰ类频率和第Ⅱ类频率的最大值为初始点正向探索，以频域幅值第一次小于信噪阈值的频率为临界点；

b)通过混沌振子加入信号前后相平面轨迹混乱度的对比确定第Ⅱ类频率的存在与否；

c)在小于临界点的低频段，通过拔尖筛选方法得到低频段所有大于信噪阈值的第Ⅲ类频率；

d)校正已验核的第Ⅰ类、第Ⅱ类和低频段第Ⅲ类频率点的幅值和相位信息；

e)根据已校正频率的幅值和相位重构低频段信号并积分；

f)对大于等于临界点的高频段信号进行频域积分；

g)将低频段积分结果与高频段积分结果合并；

所述步骤a)中信噪阈值的计算方式为：

1)将信号频谱的幅值倒序排列；

2)截取幅值序列的后3/4，得到的序列为a_i，i＝1,2,…,n；

3)计算信噪阈值σ，公式为

2.根据权利要求1所述的一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，所述第Ⅰ类频率代表频率确定且幅值显著高于噪声的频率，第Ⅱ类频率代表频率确定但不确定是否出现的频率，第Ⅲ类频率代表频率不确定且不确定是否出现的频率。

3.根据权利要求1所述的一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，所述步骤a)中临界点为将频域分割为低频段与高频段的分隔频率，从而使整个信号的积分划分为低频段的积分和高频段的积分。

4.根据权利要求1所述的一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，所述步骤b)中混沌振子由Homles型Duffing方程构成，将待检测的第Ⅱ类频率作为振子内部的周期摄动力频率。

5.根据权利要求1所述的一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，所述的步骤b)中相平面轨迹混乱度S的计算方式为：

1)对相平面轨迹的x或y组成的序列，计算序列的最大值Ma和最小值Mi；

2)从序列的起点开始判断，当序列某点的值处于Ma-0.08*(Ma-Mi)～Ma区间或Mi～Mi+0.08*(Ma-Mi)区间时，取该点直至序列结束作为新的序列；

3)对新的序列进行经验模态分解，将分解得到的本征模函数的个数作为相平面轨迹混乱度S。

6.根据权利要求1所述的一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，所述步骤b)中混沌振子加入信号前后相平面轨迹混乱度的对比，是指当混沌振子内部周期摄动力的频率为待测频率f时，若满足式S₁≤S₀-2，则证明原始信号中存在频率为f的信号，式中，S₁为加入信号后的相平面轨迹混乱度，S₀为加入信号前的相平面轨迹混乱度。

7.根据权利要求1所述的一种基于重要信息重构的振动加速度信号分段积分方法，其特征在于，所述步骤c)中的拔尖筛选方法的步骤为：

1)在低频段将第Ⅰ类频率、已确认的第Ⅱ类频率以及各频率左侧的3个频率点和右侧的3个频率点的幅值分别置为0；

2)在剩余的低频段幅值中，找出最大的幅值及其对应的频率，若该幅值大于信噪阈值，则将该频率划入低频段的第Ⅲ类频率，同时将该频率及其左侧3个点和右侧3个点的幅值置为0；

3)重复2)步骤，直至找出的最大幅值小于或等于信噪阈值为止。