[发明专利]一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法

权利要求书

1.一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：将原始信号f(t)进行FFT后采用硬阈值带通滤波得到滤波后信号

将所述滤波后信号进行Hilbert变换提取瞬时相位

将所述瞬时相位利用线性插值法和信号中心位置得到初始相位值

2.根据权利要求1所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、傅里叶变换：将所述原始信号f(t)进行FFT后得到频谱F(ω)；

S2：硬阈值带通滤波：将所述频谱F(ω)进行硬阈值带通滤波得到变换后频谱再将所述变换后频谱进行IFFT得到所述滤波后信号

S3、Hilbert变换：将所述滤波后信号进行Hilbert变换得到希尔伯特变换信号将所述希尔伯特变换信号解析后提取所述瞬时相位

S4、线性插值法：构造解析信号z(t)并利用线性插值法将所述瞬时相位解析，再根据所述信号中间位置估计得到所述初始相位值

3.根据权利要求2所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：

步骤S4中，

所述解析信号z(t)为：

其中所述解析信号z(t)的极坐标为：

A(t)为所述原始信号f(t)的包络；

A(t)的表达式为：

4.根据权利要求2所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：

步骤S4中，所述瞬时相位为：

5.根据权利要求2所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：步骤S4中，根据所述信号中间位置估计得到所述初始相位值的具体方法为：

计算信号长度一半附近的索引ind并判断所述索引ind是否为整数，若判断为是，则ind∈[t₁，t₂，t₃...，t_L]，记ind＝t_k，k＝L/2，所述初始相位值为：

若判断为否，记索引ind下近邻整数和上近邻整数分别为ind_d和ind_u，所述初始相位值为：

6.根据权利要求5所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：所述索引ind计算公式如下：

ind＝n_temp*nt，

其中，n_temp为整个信号长度一半附近的整周期个数，nt为一个周期包含采样点数。

7.根据权利要求6所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：

整个信号长度一半附近的整周期个数n_temp的计算公式如下：

其中，L为采样点数；

一个周期包含采样点数nt的计算公式如下：

其中，Fs为采样频率，f₀为特征频率。

8.根据权利要求2所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：

步骤S1中，FFT公式为：

其中，x(t)为所述原始信号f(t)的信号点，

f(t)＝f(t₁,t₂,t₃...,t_L)＝[x₁,x₂,x₃...,x_L]。

9.根据权利要求2所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：

步骤S2中，所述硬阈值带通滤波为：将所述频谱F(ω)在[0.75*f₀，1.25*f₀]区域范围外设定为0，得到所述变换后频谱其中f₀为特征频率，即要保留的频率成分；

IFFT为：

其中，为所述滤波后信号的信号点

10.根据权利要求2所述的一种鲁棒的振动信号初始相位估计方法，其特征在于：

步骤S3中，Hilbert变换为：