CN103336440B - 一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法 - Google Patents

一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，包括工程系统含噪变频振荡衰减信号采集步骤，还包括如下步骤：（1）设置搜索方法；（2）提取时长为8Td的衰减信号生成预备数组{x}′；（3）采用搜索方法1，以{x}′为全域实施正向搜索，找到该全域中的最大凸峰Mi及其所在的位置；（4）采用搜索方法2，建立目标数组{x}；（5）采用搜索方法3，找到{x}全域中的最大凹峰M′及其所在的位置；（6）采用搜索方法1，找到次大凸峰Mi+1及其所在的位置；（7）得到含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹。本发明可以减少计算机程序的误判率，提高搜索成功率，广泛应用于机械系统和电系统。

Description

一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法
技术领域
本发明涉及一种往复搜索定迹法，更具体地说，涉及一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，属于信号采集与分析技术领域。
背景技术
对于如图1所示具有质量块、阻尼器、弹簧的机械系统，描述其运动速度状态的简单表达式为：式(1)中，m为质量块的质量；c为阻尼器的阻尼系数；k为弹簧的刚度；v(t)为质量块的运动速度；F(t)为机械系统的作用力。
对于图2所示具有电感器、电阻器、电容器的电系统，描述其电流状态的简单表达式为：式(2)中，L为电感器的电感值；R为电阻器的电阻值；C为电容器的电容值；i(t)为电系统的电流；U(t)为电系统的电动势。
比较机械系统中运动速度的简单表达式和电系统中电流的简单表达式，可见两者具有相同结构的数学表达式，表明具有质量块、阻尼器、弹簧的机械系统和具有电感器、电阻器、电容器的电系统，虽然两者的物理性质不同，但是因具有相同的数学模型，因此两者的运动规律相似，这就是机电系统相似性，这种特性可以帮助人们理解并应用机械系统和电系统的共性规律，解决工程问题，获得有益效果。机电相似系统中参数的对应规律如表1所示：
表1：
根据以上分析，在工程实际中，无论是机械系统或是电系统，只要其系统参数中具有惯性量、阻尼量和刚度量，则在外部激励作用下，其响应规律便具有式(1)或式(2)的形式。当这类系统属于欠阻尼高阶非线性系统、所受到的外界激励具有冲击性质(如拟脉冲激励)时，系统的响应过程便具有了含噪变频振荡衰减信号的特征。
但是，对于含噪变频振荡衰减信号，由于其曲线含有高频毛刺而不平顺，当要求确定信号中包含最大凸峰、最大凹峰、次大凸峰的极值群轨迹及其数值量，同时提供包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形时，容易使计算机程序发生误判或搜索失败，从而导致该极值群的位置及其数值量不正确，使后续利用该极值群和包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形进行工程系统特征参数计算、系统状态监测与控制的工作无法顺利实施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种针对含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，当要求确定信号中包含最大凸峰、最大凹峰、次大凸峰的极值群轨迹及其数值量，同时提供包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形时，可以减少误判率，提高搜索的成功率，为后续利用该极值群进行工程系统特征参数计算、系统设计监测与控制提供准确的数据。
本发明提供一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，包括工程系统含噪变频振荡衰减信号采集步骤，还包括如下步骤：
（1）设置搜索方法1为全域内搜索最大值；设置搜索方法2为连续相邻两点数据是否改变符号；设置搜索方法3为全域内搜索最小值；
（2）当工程系统含噪变频振荡衰减信号的最大周期为Td时，提取信号采集步骤中采集的时长为8Td的衰减信号生成预备数组{x}′；
（3）采用搜索方法1，以预备数组{x}′作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大凸峰Mi及其所在的位置，予以保存；
（4）采用搜索方法2，自最大凸峰Mi位置反向搜索，找到最近一个过零点的位置，自该过零点的位置再倒序一个数据点并赋此数据点值为零，自该新零值数据点始，正向顺序截取2Td时长的数据定义为目标数组{x}，该目标数组即为包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形；
（5）采用搜索方法3，以目标数组{x}作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大凹峰M′及其所在的位置，予以保存；
（6）采用搜索方法1，自最大凹峰M′位置开始至目标数组{x}结束作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大值，即为次大凸峰Mi+1及其所在的位置，予以保存；
（7）步骤（3）中保存的最大凸峰Mi及其所在的位置、步骤（5）中保存的最大凹峰M′及其所在的位置和步骤（6）中保存的次大凸峰Mi+1及其所在的位置即为含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹。
至此，即确定了信号中包含最大凸峰、最大凹峰、次大凸峰的极值群轨迹及其数值量，同时提供了包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形。
本发明技术方案的进一步限定为，步骤（2）中所述的工程系统包括机械系统、电系统。
进一步地，步骤（2）中所述的预备数组的采样频率为fs=10f0，其中，f0=1/Td。
本发明的有益效果是：所提供的一种针对含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，通过设置搜索方法、采集预备数组、实施往复搜索、建立目标数组，能够确定信号中包含最大凸峰Mi、最大凹峰M′、次大凸峰Mi+1的极值群轨迹及其数值量，同时提供包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形；本发明能够减少误判率，提高搜索成功率，广泛应用于机械系统和电系统，使后续利用该极值群和包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形进行工程系统特征参数计算、系统状态监测与控制的工作能够顺利实施。
附图说明
图1所示为具有质量块、阻尼器、弹簧的机械系统示意图。
图2所示为具有电感器、电阻器、电容器的电系统示意图。
图3为本发明所述的含噪变频振荡衰减信号及其极值群的示意图。
图4为实施例1中轿车通过路面减速带时悬架振动加速度的变化衰减信号的曲线图。
图5为实施例1中时长为8Td的预备数组{x}′的曲线图。
图6为实施例1获得的时长为2Td的目标数组{x}的曲线图。
图7为实施例2中直流电动机起动过程中起动电流的变化衰减信号的曲线图。
图8为实施例2中时长为8Td的预备数组{x}′的曲线图。
图9为实施例2获得的时长为2Td的目标数组{x}的曲线图。
具体实施方式
本发明提供的一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，按如下步骤进行：
（1）数据采集装置设置在工程系统产生含噪变频振荡衰减信号的装置处，实时采集含噪变频振荡衰减信号，并将采集到的含噪变频振荡衰减信号传输至数据处理装置进行处理。
（2）数据处理装置设置搜索方法1为全域内搜索最大值；设置搜索方法2为连续相邻两点数据是否改变符号；设置搜索方法3为全域内搜索最小值。
含噪变频振荡衰减信号预备数组的采样频率为fs=10f0，其中，f0=1/Td。
（3）当工程系统含噪变频振荡衰减信号的最大周期为Td时，提取信号采集步骤中采集的时长为8Td的衰减信号生成预备数组{x}′。
（4）采用搜索方法1，以预备数组{x}′作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大凸峰Mi及其所在的位置，予以保存。
（5）采用搜索方法2，自最大凸峰Mi位置反向搜索，找到最近一个过零点的位置，自该过零点的位置再倒序一个数据点并赋此数据点值为零，自该新零值数据点始，正向顺序截取时长的数据定义为目标数组{x}，该目标数组即为包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形。
（6）采用搜索方法3，以目标数组{x}作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大凹峰M′及其所在的位置，予以保存。
（7）采用搜索方法1，自最大凹峰M′位置开始至目标数组{x}结束作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大值，即为次大凸峰Mi+1及其所在的位置，予以保存。
（8）步骤（3）中保存的最大凸峰Mi及其所在的位置、步骤（5）中保存的最大凹峰M′及其所在的位置和步骤（6）中保存的次大凸峰Mi+1及其所在的位置即为含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹，如图3所示，图中Td为最大周期，Mi为最大凸峰，M′为最大凹峰，Mi+1为次大凸峰。
得到含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹后，将数据传送至其他系统，为工程系统特征参数计算、系统状态监测与控制等提供准确的数据。
实施例1
将本发明提供的一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，应用于机械系统中的汽车悬架，应用场景为：在汽车悬架上方的引擎盖上设置采集装置，当汽车经过沟坎路面或路面减速带时，采集装置采集悬架产生的振动变化衰减过程信号，并将信号传送至数据处理装置。轿车通过路面减速带时悬架振动加速度的含噪变频振荡衰减信号实测图如图4所示。
数据处理装置通过设置搜索方法后采集预备数组，采集的预备数组如图5所示；然后，实施往复搜索并建立目标数组，建立的目标数组如图6所示。由图6可见最大凸峰、最大凹峰、次大凸峰的极值群轨迹及其数值量，以及包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形，最大凸峰为悬架最大振动加速度。数据处理装置将获得的含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹传输至汽车性能数据分析系统，获得汽车悬架的减振效率、一阶固有频率和阻尼比等参数，获得悬架-车身结构质量m、阻尼c、刚度k所构成mck系统的振动特性，用以评价汽车悬架的减振效果，为汽车悬架的设计提供参考。
实施例2
将本发明提供的一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，应用于电系统中的直流电动机，应用场景为：在直流电动机的供电电缆处设置数据采集装置，当直流电动机起动时，采集装置采集电流振荡变化衰减过程信号，并将信号传送至数据处理装置。直流电动机起动电流的变化衰减信号曲线图如图7所示。数据处理装置通过设置搜索方法并采集预备数组，采集的预备数组如图8所示。然后，实施往复搜索并建立目标数组，建立的目标数组如图9所示。由图9可见最大凸峰、最大凹峰、次大凸峰的极值群轨迹及其数值量，以及包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形，最大凸峰为直流电动机最大起动电流。数据处理装置将获得的含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹传输至电动机负载分析系统，据此获得最大起动电流，获得电动机电感L、电阻R、电容C所构成RLC回路的振荡特性，用以评价电动机负载状况。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的含噪变频振荡衰减信号极值群往复搜索定迹法技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，包括工程系统含噪变频振荡衰减信号采集步骤，其特征在于，还包括如下步骤：
（1）设置搜索方法1为全域内搜索最大值；设置搜索方法2为连续相邻两点数据是否改变符号；设置搜索方法3为全域内搜索最小值；
（2）当工程系统含噪变频振荡衰减信号的最大周期为Td时，提取信号采集步骤中采集的时长为8Td的衰减信号生成预备数组{x}′；
（3）采用搜索方法1，以预备数组{x}′作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大凸峰Mi及其所在的位置，予以保存；
（4）采用搜索方法2，自最大凸峰Mi位置反向搜索，找到最近一个过零点的位置，自该过零点的位置再倒序一个数据点并赋此数据点值为零，自该新零值数据点始，正向顺序截取2Td时长的数据定义为目标数组{x}，该目标数组即为包含最大凸峰的整周期振荡衰减波形；
（5）采用搜索方法3，以目标数组{x}作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大凹峰M′及其所在的位置，予以保存；
（6）采用搜索方法1，自最大凹峰M′位置开始至目标数组{x}结束作为全域，实施正向搜索，找到该全域中的最大值，即为次大凸峰Mi+1及其所在的位置，予以保存；
（7）步骤（3）中保存的最大凸峰Mi及其所在的位置、步骤（5）中保存的最大凹峰M′及其所在的位置和步骤（6）中保存的次大凸峰Mi+1及其所在的位置即为含噪变频振荡衰减信号的极值群及其轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，其特征在于，步骤（2）中所述的工程系统包括机械系统、电系统。
3.根据权利要求1所述的一种含噪变频振荡衰减信号极值群的往复搜索定迹法，其特征在于，步骤（2）中所述的预备数组的采样频率为fs=10f0，其中，f0=1/Td。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111245009B (zh) * 2020-01-19 2021-08-24 华北电力大学 一种多SGs/VSGs并联的转矩-频率动力学建模方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494050A (en) * 1982-10-10 1985-01-15 The Broken Hill Proprietary Company Limited System for supression of underdamped oscillations in ac power drawn by synchronous motors driving Ward-Leonard generators
CN1525395A (zh) * 2003-02-24 2004-09-01 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 信号时域波形极值点和周期的检测方法
CN101656421A (zh) * 2009-09-21 2010-02-24 昆明理工大学 一种电网低频振荡信号的模拟方法
CN102661868A (zh) * 2012-04-18 2012-09-12 清华大学 一种汽车转向操纵机构转动惯量和阻尼参数的测量方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494050A (en) * 1982-10-10 1985-01-15 The Broken Hill Proprietary Company Limited System for supression of underdamped oscillations in ac power drawn by synchronous motors driving Ward-Leonard generators
CN1525395A (zh) * 2003-02-24 2004-09-01 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 信号时域波形极值点和周期的检测方法
CN101656421A (zh) * 2009-09-21 2010-02-24 昆明理工大学 一种电网低频振荡信号的模拟方法
CN102661868A (zh) * 2012-04-18 2012-09-12 清华大学 一种汽车转向操纵机构转动惯量和阻尼参数的测量方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于F_5103采集系统的汽车悬架隔振性能检测;杨云志 等;《南京工程学院学报 (自然科学版)》;20070630;第5卷(第2期);第64-68页 *
基于虚拟仪器的汽车悬架特性检测系统的研究;翟乃斌;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20041215(第4期);全文 *
采用扫频法和拟脉冲法检测汽车悬架效率;张雨 等;《南京工程学院学报 (自然科学版)》;20100331;第8卷(第1期);第24-27页 *
采用拟脉冲激励法检测汽车悬架参数时的几点考虑;张雨;《噪声与振动控制》;20100630(第3期);第104-107页 *

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