[发明专利]一种基于高通滤波的振动信号特征提取方法

权利要求书

1.一种基于高通滤波的振动信号特征提取方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)由信号采集模块对海上风电齿轮箱振动信号的实时采集、存储，收集得到原始振动信号x(n)，并传输至PC端；

(2)将收集得到的原始振动信号x(n)经过数字高通滤波器的滤波处理，得到高频振动信号y(n)；

(3)通过K-SVD字典构建算法对高频振动信号y(n)进行分析，求解稀疏矩阵系数S；

(4)固定稀疏矩阵系数S，采用K-SVD算法逐一更新字典K个原子，得到训练完毕的字典D，并对字典D进行稀疏分解，得到重建后的单元；

(5)拼接得到K-SVD重建信号，对K-SVD重建信号进行快速傅里叶变换，分析时域和频域信号图诊断齿轮箱健康状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于高通滤波的振动信号特征提取方法，其特征在于，所述数字高通滤波器采用FIR数字滤波器。

3.根据权利要求2所述的一种基于高通滤波的振动信号特征提取方法，其特征在于，所述FIR数字滤波器采用窗函数法进行设计，具体过程为：

(21)根据阻带最小衰减要求选定窗口函数，再由过渡带宽确定FIR数字滤波器阶数N的大小，得到窗函数ω(n)，n＝0，1，2，...，N-1；

(22)计算理想高通滤波器的截止频率ω_c：

其中，ω_s是阻带截止频率；

ω_p是通带截止频率；

(23)计算出相应的理想滤波器的单位脉冲响应h_d(n)：

其中，N为数字滤波器的阶数，通常取奇数；

a为时延常数，a＝(N-1)/2；

h_d(n)是偶对称的；

(24)求得所设计的FIR数字滤波器的单位脉冲响应h(n)＝h_d(n)ω(n)，n＝0，1，2，...，N-1；

(25)通过求H(e^jω)＝DTFT[h(n)]验证设计结果是否满足设计要求，如不满足要求，需重新设计。

4.根据权利要求3所述的一种基于高通滤波的振动信号特征提取方法，其特征在于，所述理想高通滤波器的单位脉冲响应h_d(n)为：

其中，N是数字滤波器的阶数，N取奇数；

n是序数，n＝0，1，2，...，N-1；

a是时延常数，a＝(N-1)/2。

5.根据权利要求4所述的一种基于高通滤波的振动信号特征提取方法，其特征在于，所述原始振动信号x(n)与经过滤波处理的高频振动信号y(n)之间的关系为卷积和的关系，即：

y(n)＝x(n)*h(n)。