[发明专利]一种无线振动传感器的频谱重构方法

权利要求书

1.一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、通过无线振动传感器上的振动元件，对振动波形信号X₀(t)进行采样，获得无线振动传感器采样的时域信号X(t)、无线振动传感器采样的时域响应函数H₁(t)、无线振动传感器采样的时域窗函数H₂(t)；

b、分别对无线采样的X(t)、H₁(t)、H₂(t)进行快速傅里叶变换，获得无线采样的信号频域X(f)、频域响应H₁(f)、窗函数的频谱H₂(f)，并对H₂(f)进行序列变换，获得序列H₂′；

c、建立无线振动传感器信号频谱的重构模型；

d、基于L1范数正则化原理和重构模型建立重构模型参数的寻优函数；

e、对寻优过程设定截止条件和参数寻优范围、确定重构模型参数，从而实现了从无线振动传感器采样的信号频谱X(f)重构出原振动信号频谱X₀(f)；

所述振动元件制备方法如下步骤：

aa、对厚度为20μm的晶片放入清洗装置中进行氧气清洗；

bb、对清洗之后的晶片进行金属溅射，依次溅射一层金属铬和金；

cc、对溅射金属后的晶片涂光刻胶，采用光刻和湿法腐蚀，完成图形化处理；

dd、对图形化后的晶片进行电镀金属镍形成金属镍的掩膜；

ee、对电镀金属镍之后的晶片进行离子刻蚀，形成振动元件。

2.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤b中对H₂(f)的变换方法为在matlab中使用快速傅里叶变换得到窗函数频谱H₂(f)，然后使用fftshift函数将H₂(f)变换得到H₂′。

3.根据权利要求1所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤c中所述的重构模型为：

其中X(f)为无线振动传感器采集的信号频谱，H₂′为窗函数频谱变换后的谱图，表示卷积，X₀(f)原始振动信号的频谱，ε为噪声，且X(f)、H₁(f)、H₂’、X₀(f)、ε均为行向量。

4.根据权利要求3所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤d中所述的寻优函数为：

其中μ为迭代步长，为代价函数θ(f)在X₀(f，n)方向上的梯度；

θ(f，n)为：

其中X(f)、H₂′、皆与步骤c中所述一致，X₀(f，n)为第n次迭代寻优时的重构频谱，|| ||₁表示取L1范数，表示取L2范数的平方，λ为正则化参数；所述的为：

其中λ为待定参数、sgn为符号函数。

5.根据权利要求4所述的一种无线振动传感器的频谱重构方法，其特征在于：所述步骤e中所述的截止条件为：

所述的参数寻优范围为0.001≤λ≤0.02，0.001≤μ≤0.05。