[发明专利]消除梳状谱噪声对振动能级影响的方法

权利要求书

1.一种消除梳状谱噪声对振动能级影响的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，设原始信号为x(t)，0＜t＜T；首先在时间段[0,T]内对x(t)进行傅里叶变换，得到对应的频域分布曲线X(ω)，

X(ω)=∫0Tx(t)e-jωtdt---(1)]]>

步骤2，观察频谱中是否存在梳状噪声谱线分布；若存在，根据频谱分布确定出周期性噪声谱线的中心频率以及间隔宽度，确定滤波器的中心频率f_c和滤波器的带宽B；

步骤3，以Fourier核函数为基函数构造幅值为1的平顶带通滤波器s(t)，

s(t)=sinω0tπt---(2)]]>

其中，ω₀≥0表示所构造带通滤波器的截止频率；

s(t)对应的频域分布特性为

S(ω)={1,|ω|≤ω00,ω>ω0,ω<-ω0---(3)]]>

通过设置频移因子构造出由多个带通滤波器组成的基于Fourier基函数的梳状滤波器；

若要构造基频为f_b，带宽为2ω₀的梳状滤波器h_b(t)，则通过设置频移因子得到：

hb(t)=sinω0tπt×Σk=1nexp(j2πkfbt)---(4)]]>

h_b(t)只能通过频率为f_b及其倍频的梳状带通滤波器；频率f_a范围内构造的通频带通滤波器h_a(t)，

ha(t)=sin2π(fa/2)tπt×exp(j2πkfat)---(5)]]>

将构造得到的h_a(t)与h_b(t)，进行Fourier变换得到H₂(ω)与H_b(ω)；根据Fourier变换的特性可知，梳状滤波器H_c(ω)＝H₂(ω)-H_b(ω)将仅对f_b及其倍频产生带阻特性，而对其余频率成分具有带通特性；

步骤4，根据时域卷积等效于频域相乘的原理，梳状滤波后的信号频谱W(ω)由W(ω)＝X(ω)×H_c(ω)计算得到；

步骤5，根据频谱W(ω)计算得到功率谱密度G(ω)

G(ω)=2T|W(ω)|2---(6)]]>

由此得到，在以f_c为中心频率的第h个频段[f_l,f_u]内，功率谱数据的平均值为

ah=G(ω)n---(7)]]>

式中，n为频段内谱线个数；中心频率f_c取自国际标准化组织ISO的推荐值，频段上下限f_l和f_u应满足以下关系

fc=fu·flfu/fl=21/3---(8)]]>

若以a₀为零分贝基准值，则a_h的能级表示为

L_h＝20log(a_h/a₀)(9)。