[发明专利]一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法

权利要求书

1.一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

第一步、将4个音频传感器吸附在汽车大梁上不同位置，以采样率fs进行同步采样，采样点数N＝1024，记为x₀，x₁，x₂，x₃；利用多传感器互相关算法提高信噪比：

求得提高信噪比后的信号序列S(n)，此时信号序列长度为4N-3，补零使信号长度变为4N；

第二步、构造三角形汉明混合卷积窗，采用长度为N的三角窗w_Tri(m)和长度为N的汉明窗w_Hm(m)进行一阶混合卷积运算得到一阶三角形汉明混合卷积窗w(n)，其公式如下：

补零使窗长度为4N，w_Tri(m)表示时域长度为N的离散三角形窗函数，

w_Hm(m)表示时域长度为N的离散汉明窗函数，表达式如下所示：

根据自相关和傅里叶变换公式：

运用窗函数对S(n)加权，自相关运算后进行傅里叶变换可得：

第三步、找出序列S_FFT(i)中的最大峰值对应的谱线，由于fs＝N，所以谱线的序号对应的就是频率，根据转速rpm与频率的关系rpm＝Y(f)，Y(f)表示以频率f为变量的线性方程，判断转速是否处于合理范围，根据窗函数的能量谱对幅值进行校正：取x(t)＝1，w(t)为窗函数的连续时域表达式，求出窗函数的能量恢复系数，由于转速对应的能量谱幅值呈线性相关，即C为常数，与机械结构相关，其中fi为谱线i所对应的频率；将所有峰值谱线代入中，取结果与C偏差最小的峰值谱线，记为i₁；

第四步、应用插值法，找出幅值最大谱线i₁相邻的3条谱线记为i₂，i₃，i₄根据序列S_FFT(i)得出i₁，i₂，i₃，i₄对应的幅值，记为y₁，y₂，y₃，y₄：

y₁＝S_FFT(i₁) (8)

y₂＝S_FFT(i₂) (9)

y₃＝S_FFT(i₃) (10)

y₄＝S_FFT(i₄) (11)

假设峰值谱线参数α，β，如下所示

r＝2|W(2π(-α-0.5)/N)|+|W(2π(-α-1.5)/N)| (12)

s＝2|W(2π(-α+0.5)/N)|+|W(2π(-α+1.5)/N)| (13)

由上述公式可得：

应用多项式逼近法求得α，应用公式

求出精确转速，对每1秒采集到的数据重复上述的步骤，即可求出1到100秒对应的瞬时转速。