專利名稱：一種信號中瞬態成分的提取方法及相關系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及信號的分析提取，具體地說，是涉及一種信號中瞬態成分的提取方法及相關系統。
背景技術：
對于信號中的瞬態成分的提取與檢測，尤其是具有周期性的瞬態特征的提取與檢測，在機械設備的故障診斷與狀態監測、生物醫學信號的檢測等領域具有廣泛的應用。由于在檢測過程中獲得的信號中存在著各種原因引起的噪聲，因而其中的瞬態成分亦會被噪聲污染。目前，最直接的瞬態成分檢測方法就是直接判斷時域信號中是否存在瞬態成分，但是由于信號中的瞬態成分往往被夾雜在噪聲中，直接判斷信號中瞬態成分的準確性較低，效率也較低。通過信號的功率譜估計也是分析信號中周期特征的一種的常用的方法。但是對于信號中持續時間短的周期瞬態特征，在功率譜中表現為較小的幅值，往往被噪聲淹沒，同時，瞬態特征本身是高頻成分，所以功率譜在高頻段且對頻率的跨度很大，通過功率譜檢測往往不能得到顯著的特征。
發明內容
本發明實施例提供了一種信號中瞬態成分的提取方法及相關系統，用于從信號中提取瞬態成分。一種信號中瞬態成分的提取方法，包括:利用傳感裝置輸入并進行模/數轉換，獲得信號；建立瞬態成分參數化模型；用所述模型逼近所述信號中的瞬態成分，并辨識出模型參數；迭代提取所述信號中的瞬態成分。一種信號中瞬態成分的提取系統，包括:傳感裝置，用于輸入并進行模/數轉換，獲得信號；模型建立裝置，用于建立瞬態成分參數化模型；辨識裝置，用于用所述模型逼近所述信號中的瞬態成分，并辨識出模型參數；提取裝置，用于迭代提取所述信號中的瞬態成分。從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點:本發明首先建立參數化模型,再通過Levenbery-Marquardt法迭代提取瞬態成分并辨識其參數，然后迭代提取信號中的瞬態成分；該提取方法，應用于設備故障的檢測，在待檢測設備的適當位置上安裝傳感器，檢測設備的振動信號，作為檢測信號，采用該提取方法提取檢測信號中的瞬態成分，若提取的瞬態成分時間間隔與該設備某零件的故障特征周期吻合，則判定設備中與該周期對應的零件位置存在有故障。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的信號中瞬態成分的提取方法的流程圖；圖2為本發明實施例中軸承外圈局部故障時提取結果的時頻表示示意圖；圖3為本發明實施例中軸承內圈局部故障時提取結果的時頻表示示意圖；圖4為本發明實施例中齒輪箱內部傳動結構示意圖；圖5為本發明實施例中齒輪箱三檔齒輪斷齒故障時提取結果的時頻表示示意圖；圖6為本發明實施例提供的信號中瞬態成分的提取系統的結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種信號中瞬態成分的提取方法及相關系統，用于從信號中提取瞬態成分。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。以下結合附圖對信號中瞬態成分的提取方法進行詳細描述:本發明實施例提供的一種信號中瞬態成分的提取方法，請參考圖1 ;該方法包括:S10、利用傳感裝置輸入并進行模/數轉換，獲得信號；在某些實施方式中，可以利用傳感裝置，將輸入的模擬信號變成電壓或者電流信號，即轉換成數字信號，才送往計算機進行處理；為便于說明，以下把該信號標記為八.。S20、建立瞬態成分參數化模型；建立瞬態成分參數化模型，記為:
權利要求
1.一種信號中瞬態成分的提取方法,其特征在于,包括: 利用傳感裝置輸入并進行模/數轉換，獲得信號； 建立瞬態成分參數化模型； 用所述模型逼近所述信號中的瞬態成分，并辨識出模型參數； 迭代提取所述信號中的瞬態成分。
2.根據權利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述迭代提取所述信號中的瞬態成分之后進一步包括: 將提取的瞬態成分表示在時頻平面上。
3.根據權利要求1或2所述的提取方法，其特征在于，所述用所述模型逼近所述信號中的瞬態成分，并辨識出模型參數包括: 運用列文伯格-馬夸爾特法Levenbery-Marquardt法,用建立的參數化模型逼近信號中的瞬態成分；根據支撐區間內相對誤差平方和最小準則辨識出模型參數。
4.根據權利要求1或2所述的提取方法，其特征在于，所述將提取的瞬態成分表示在時頻平面上包括: 將提取的每個瞬態成分運用魏格納分布方法，表示在時頻平面上，再將每個瞬態成分的疊加，并運用魏格納分布將其表示在時頻平面，所得結果作為信號中瞬態成分的時頻表/Jn o
5.根據權利要求1所述的提取方法，應用于設備故障的檢測，其特征在于，在待檢測設備的適當位置上安裝傳感器，檢測設備的振動信號，作為檢測信號，采用所述的提取方法提取檢測信號中的瞬態成分，若提取的瞬態成分時間間隔與該設備某零件的故障特征周期吻合，則判定設備中與該周期對應的零件位置存在有故障。
6.—種信號中瞬態成分的提取系統,其特征在于,包括: 傳感裝置，用于輸入并進行模/數轉換，獲得信號； 模型建立裝置，用于建立瞬態成分參數化模型； 辨識裝置，用于用所述模型逼近所述信號中的瞬態成分，并辨識出模型參數； 提取裝置，用于迭代提取所述信號中的瞬態成分。
7.根據權利要求6所述的提取系統，其特征在于，所述辨識裝置包括: 逼近單元，用于運用Levenbery-Marquardt法,用建立的參數化模型逼近信號中的瞬態成分； 參數辨識單元，用于根據支撐區間內相對誤差平方和最小準則辨識出模型參數。
8.根據權利要求6或7所述的提取系統，其特征在于，所述系統還包括: 表示裝置，用于將提取的瞬態成分表示在時頻平面上。
9.根據權利要求8所述的提取系統，其特征在于，所述表示裝置包括: 第一表示單元，用于將提取的每個瞬態成分運用魏格納分布方法，表示在時頻平面上; 疊加單元，用于將每個瞬態成分的疊加； 第二表示單元，用于運用魏格納分布將疊加單元的結果表示在時頻平面，作為信號中瞬態成分的時頻表示。
全文摘要
本發明實施例公開了一種信號中瞬態成分的提取方法及相關系統，用于從信號中提取瞬態成分；本發明實施例方法，包括利用傳感裝置輸入并進行模/數轉換，獲得信號；建立瞬態成分參數化模型；用模型逼近信號中的瞬態成分，并辨識出模型參數；迭代提取信號中的瞬態成分。
文檔編號G01H17/00GK103185635SQ20111045955
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者王詩彬, 朱忠奎, 黃偉國 申請人:蘇州大學