[发明专利]一种基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量方法

权利要求书

1.一种基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，包括以下步骤：

将振弦传感器的振动信号转换为振动信号离散序列；

对振动信号离散序列进行双窗全相位快速傅里叶变换，得到振动信号离散谱；

将振动信号离散谱中的窗函数设为汉宁双窗，对窗函数进行归一化离散傅里叶变换；

将经过归一化离散傅里叶变换的汉宁双窗代入振动信号离散谱，得到振动信号的汉宁双窗全相位傅里叶变换谱线幅值；

比较两根旁谱线索引的频谱幅值大小；结合比较结果，根据振动信号的汉宁双窗全相位傅里叶变换谱线幅值计算频率校正量；

根据频率校正量、离散谱中峰值谱线的索引和数字角频率的分辨率计算数字角频率；

根据数字角频率和采样频率计算振弦传感器的共振频率。

2.根据权利要求1所述的基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，所述振动信号离散序列如下式：

在上式中，π为圆周率，f₀为信号频率，f_s为采样率，θ₀为信号初相角，N为采样点数。

3.根据权利要求1所述的基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，所述振动信号离散谱如下式：

在上式中，e为自然常数，j表示复数的虚数部分，表示信号相位，W(·)为窗函数的离散傅里叶变换变换，π为圆周率，k₀表示信号真实频率所在谱线位置的索引，N为采样点数。

4.根据权利要求1所述的基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，所述振动信号的汉宁双窗全相位傅里叶变换谱线幅值如下式：

在上式中，π为圆周率，k₀表示信号真实频率所在谱线位置的索引。

5.根据权利要求1所述的基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，所述频率校正量如下：

当y₁＜y₂时，

当y₁＝y₂时，频谱校正量α＝0；

当y₁＞y₂时，

在上式中，y₁、y₂分别为峰值谱线左右侧两根旁谱线索引的频谱幅值，β为峰值谱线与次大旁谱线的幅值比值。

6.根据权利要求1所述的基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，所述数字角频率按下式进行计算：

在上式中，k_max为离散谱中峰值谱线的索引，α为频率校正量，Δω为数字角频率的分辨率。

7.根据权利要求1所述的基于汉宁双窗的振弦传感器共振频率测量算法，其特征在于，所述振弦传感器的共振频率按下式进行计算：

在上式中，为振弦传感器的共振频率，k_max为离散谱中峰值谱线的索引，y_max为k_max对应的峰值谱线幅值，y₁、y₂分别为峰值谱线左右侧两根旁谱线索引的频谱幅值，f_s为采样频率，N为采样点数。