[发明专利]在频谱质量好的情况下测量物体的振动基频的方法

权利要求书

1.一种在频谱质量好的情况下测量物体的振动基频的方法，包括以下步骤：

使用传感器以采样频率r测量物体的物理量，其中r在该物体的振动基频的10倍到50倍之间；

对该物理量做快速傅里叶变换FFT，得到FFT功率谱，其中，FFT运算点数N不小于4096；

对FFT功率谱进行预处理，得到FFT功率谱中的峰值功率谱；以及

对于循环变量u＝1,2,…,p的每一个取值，其中p为得到的FFT功率谱中的峰值功率谱中的峰值的数量，按以下方式执行一轮循环操作，除非在下述条件下提前退出循环：找出FFT功率谱中的峰值功率谱中幅度最大的u个频点n₁,n₂,…,n_u，将这u个频点两两做差，得到个频点，将这个频点连同原始的u个频点n₁,n₂,…,n_u一共个频点从小到大排序，得到排序后的频点m_i，其中，从m₁开始遍历这些排序后的频点，对于遍历的每一个频点m_i，计算匹配度其中，j＝1,2,…,u，其中W为最接近的整数，并设置相应的匹配值y_i,j，其中，j＝1,2,…,u，若Y_i,j大于预定匹配阈值σ，其中0<σ≤0.1，则y_i,j＝0，否则y_i,j＝1，然后计算基频相似度若z_i小于预定相似度阈值R，其中0.5<R<1，则继续遍历，否则停止遍历，并提前退出循环，确定当前遍历的频点m_i为候选振动基频点x₂，通过运算而得到该物体的候选振动基频f₂。

2.根据权利要求1的方法，其中，对FFT功率谱进行预处理的步骤包括：扫描FFT功率谱，如果扫描到的频点是极大值点，则不作处理，否则直接置零。

3.根据权利要求1的方法，其中，对FFT功率谱进行预处理的步骤包括：

对FFT功率谱进行滑动平均处理，得到FFT平滑功率谱，其中滑动平均处理所取的窗口宽度为5～20个频点；

将FFT平滑功率谱的第1点到第M-1点直接置零，其中M为之间的整数；

从第M点到第N点扫描FFT平滑功率谱，保留FFT平滑功率谱中的所有极大值点，其他非极大值点全部置零；

再次从第1点到第N点扫描FFT平滑功率谱中的所有非零点，按以下方式得到FFT功率谱中的峰值功率谱：设第k点为当前扫描的非零点，k-1点为上一个扫描的非零点，k+1为下一个扫描的非零点，若第k点的幅度大于第k-1点的幅度和第k+1点的幅度或者第k点与最近非零点的距离不小于预定距离阈值D，其中D为之间的整数，则不做处理而继续扫描第k+1点，否则将第k点置零。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：

对于频点的每一个取值，其中M为之间的整数，按以下方式得到相应的评估参数E_x：在第x点，第2x点，第3x点，…，第点处，以频点为中心设置一种中心为最大值1而边缘为最小值0的窗口，该窗口的宽度为之间的整数；将FFT功率谱中的峰值功率谱与该窗口相乘，得到FFT窗口加权功率谱；将FFT窗口加权功率谱中的非零幅度值累加后除以得到评估参数E_x；

找到中的最大值E_xmax，将E_xmax所对应的频点作为候选振动基频点x₁，并通过运算而得到该物体的候选振动基频f₁；

比较候选振动基频f₁与候选振动基频f₂，若满足其中V为最接近的整数，则确定候选振动基频f₂为该物体的振动基频，否则确定候选振动基频f₁为该物体的振动基频。