[发明专利]一种基于快速谱峭度的谐波识别方法

权利要求书

1.一种基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)采集设备原始振动信号，通过短时傅里叶和滤波器组对设备原始振动信号进行快速谱峭度计算，选出前p个较大谱峭度对应的滤波器，其中各个滤波器包含对应的中心频率和带宽；

2)使用得到的p个滤波器对设备原始振动信号进行滤波和降噪处理，得到对应的p个包络谱序列；

3)对每个包络谱序列进行区间划分，得到若干个子区间，并确定每个子区间通频幅值最大的频率，将该频率作为该子区间的基础频率；

4)根据每个子区间的基础频率设定谐波搜索区间，对得到的每一个包络谱序列的各子区间按照设定的谐波搜索区间进行查找，确定每个子区间是否包含有有效谐波以及有效谐波个数和对应谐波的强度；

5)根据得到的每一个包络谱序列的各子区间的有效谐波个数和对应谐波强度，计算每一个包络谱序列中各子区间的谐波强度指数，输出谐波强度指数最大的前n个子区间的基础频率。

2.根据权利要求1所述的基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，所述步骤1)中快速谱峭度计算过程为：

设计一个高通滤波器和一个低通滤波器，采用所述的高通滤波器和低通滤波器分别对设备原始振动信号进行滤波，对每个滤波结果做2倍降采样，不断反复迭代将滤波结果分成K层，并对K层的滤波结果进行谱峭度计算，计算公式为：

其中，表示第K层第i个滤波器所得到的滤波结果，E(·)表示求取期望。

3.根据权利要求1所述的基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，所述步骤2)中降噪处理方法为：根据每一个滤波后的包络谱序列的最大幅值和中位数设定对应的噪声阈值，将每一个滤波后的包络谱序列中的频率幅值小于对应噪声阈值的频率幅值设为0。

4.根据权利要求3所述的基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，所述降噪处理前需对滤波处理结果进行快速傅里叶变换和希尔伯特黄变换。

5.根据权利要求1所述的基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，所述步骤5)中若包络谱序列中满足有效谐波个数阈值的子区间个数小于n，则输出包络谱序列中通频幅值最大的前n个频率。

6.根据权利要求1所述的基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，所述步骤3)中的谐波搜索区间为[Cf-1.5，Cf+1.5]，其中f为基础频率，C为大于等于2的整数。

7.根据权利要求1所述的基于快速谱峭度的谐波识别方法，其特征在于，所述步骤5)中谐波强度指数的计算公式为：

f(m,s)＝β₁s+β₂m

其中，f(m,s)为谐波强度指数，m为有效谐波个数，s_i(i＝1,2,…,m)为i个有效谐波对应的谐波强度，s为标准化处理后的谐波强度，β₁和β₂为指数系数，且β₁β₂，H_zi(max)为第i个包络谱新序列中的最大通频幅值。