[发明专利]基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取装置和方法

权利要求书

1.一种基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，通过加速度传感器采集旋转机械齿轮振动加速度信号，并将所得信号经过线性相位滤波器进行滤波；

S2，对滤波后信号进行群延迟修正，获取低频转速信号数据和高频振动加速度信号数据；

S3，通过希尔伯特变换得到该加速度传感器的瞬时角位置参考信号数据，对高频振动加速度信号数据进行重采样，得到角域振动加速度信号值。

2.根据权利要求1所述的基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取方法，其特征在于，所述S1包括：

从微型加速度传感器采集的离散数字信号用数组s表示，信号长度为m个采样点：

s＝[s(0) s(1) ... s(m)]^T

将所得信号s分别通过线性相位低通滤波器和线性相位高通滤波器，滤波器抽头权系数分别用线性相位低通滤波数组w_L和线性相位高通滤波数组w_H表示，滤波器阶数为N，滤波器群延迟分别为低通滤波τ_L个采样点和高通滤波τ_H个采样点：

w_L＝[w_L(0) w_L(1) ... w_L(N)]^T，

w_H＝[w_H(0) w_H(1) ... w_H(N)]^T。

3.根据权利要求1所述的基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取方法，其特征在于，所述S2包括：

滤波后的信号为低通滤波信号s_L和高通滤波信号s_H表示，即原始信号与滤波器抽头权数组的卷积运算结果：

由于滤波器对信号相位的延迟作用，滤波后的信号存在不同长度的群延迟，为同步滤波后的两组信号，以便后续重采样计算，需要对两组信号进行群延迟修正，即分别将两组信号从时域上向前移动τ_L和τ_H个采样点，修正后的信号即为低频转速信号s_R与高频振动加速度信号s_A，

s_R＝[s_L(τ_L) s_L(τ_L+1) ... s_L(m)]^T，

s_A＝[s_H(τ_H) s_H(τ_H+1) ... s_H(m)]^T。

4.根据权利要求1所述的基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取方法，其特征在于，所述S3包括：

对低频转速信号进行希尔伯特变换得到复数解析信号，再对复数解析信号求幅角提取转速信号的瞬时相位，所述加速度传感器的瞬时角位置，用s_P表示：

s_P＝Arg(Hilbert(s_R))

以s_P作为参考角度信号，对原始时域振动信号s_A进行重采样，为角域振动加速度信号。

5.根据权利要求1所述的基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取方法，其特征在于，所述S3中重采样步骤包括：

S3-1，读取旋转机械齿轮第一个采样点的角度值和加速度值；

S3-2，将该采样点的加速度值存入角域信号数组中；

S3-3，将该采样点设置为参考点；

S3-4，读取下一个采样点的角速度值；

S3-5，将该下一个采样点与参考点的角度值相减；

S3-6，如果相减之后的角度值大于等于1度则执行S3-2，如果小于1度则舍弃该采样点的加速度值，重新执行S3-4。