[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

说明书

本发明涉及在频谱质量好的情况下测量物体的振动基频的方法。该方法包括以下步骤：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；以及采用频率匹配法，得到该物体的候选振动基频f₂。本发明能够在频谱质量好的情况下以较高精度自动测量物体的振动基频，而不需要人工识别基频。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术，具体涉及在频谱质量好的情况下测量物体的振动基频的方法。

背景技术

振动基频是各种物体的一个重要物理参数，能够反映物体或者物理结构的物理状态和特性。对振动基频的测量被广泛应用于结构健康检测、物体探伤等。测量物体的振动基频的通常方法是，首先使用传感器以一定的采样频率测量物体的物理量(例如加速度、速度或者位移等)，然后对测得的物理量做快速傅里叶变换(FFT)而得到FFT功率谱，最后从FFT功率谱中人工识别出物体的振动基频。这种人工识别振动基频的方式比较麻烦，依赖于个人的经验，而且结果往往不够准确。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能够在频谱质量好的情况下自动地而且比较准确地测量物体的振动基频的方法。

根据本发明，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。

本发明能够在频谱质量好的情况下以较高精度自动测量物体的振动基频，而不需要人工识别基频。

附图说明

图1是根据本发明的在频谱质量好的情况下测量物体的振动基频的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照图1详细描述根据本发明的在频谱质量好的情况下测量物体的振动基频的方法的各个步骤。