CN110987404A - 一种转速识别方法及计算设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转速识别方法，在计算设备中执行，包括步骤：获取待测设备在预定时间内的加速度信号，根据加速度信号来确定速度频谱；从速度频谱中筛选出可用频率分量，其中，可用频率分量为幅值满足预定条件的频率分量；将频率小于预定阈值的可用频率分量作为参考基频，对于每一个参考基频，根据可用频率分量中的该参考基频的倍频分量来确定该参考基频的置信度，将置信度最大的参考基频作为参考转频；将参考转频的预定数量个分频作为候选转频，对于每一个候选转频，根据可用频率分量中的该候选转频的倍频分量来确定该候选转频的置信度；将置信度最大的候选转频作为待测设备在预定时间内的转速。本发明一并公开了相应的计算设备。

Description

一种转速识别方法及计算设备

技术领域

本发明涉及机械设备健康管理及故障诊断技术领域，尤其涉及一种转速识别方法及计算设备。

背景技术

为了准确地诊断旋转设备的健康状态，转速是不可或缺的条件。

目前，转速识别方法主要有两种。第一种方法是，将设备的额定转速作为设备的转速。由于设备可能是变频的，且其实际转速会随设备负载的变化而改变，设备的转速通常不等于额定转速，因此这种方法误差较大。第二种方法是，采用振动传感器从设备表面拾取振动信号(例如加速度信号)，工程师通过分析振动信号对应的频谱来确定设备的转速。在该方法中，转速识别的准确性依赖于工程师的经验，主观性较强，并且受制于振动信号的复杂程度。此外，工程师需要对捕捉到的大量振动信号进行观测、对比，工作量较大，容易出错。

因此，需要提供一种能够准确、自动识别设备转速的方法。

发明内容

为此，本发明提供一种转速识别方法及计算设备，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种转速识别方法，在计算设备中执行，包括步骤：获取待测设备在预定时间内的加速度信号，根据所述加速度信号来确定速度频谱；从所述速度频谱中筛选出可用频率分量，所述可用频率分量为幅值满足预定条件的频率分量；将频率小于预定阈值的可用频率分量作为参考基频，对于每一个参考基频，根据可用频率分量中的该参考基频的倍频分量来确定该参考基频的置信度，将置信度最大的参考基频作为参考转频；将参考转频的预定数量个分频作为候选转频，对于每一个候选转频，根据可用频率分量中的该候选转频的倍频分量来确定该候选转频的置信度；将置信度最大的候选转频作为所述待测设备在所述预定时间内的转速。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，根据所述加速度信号来确定速度频谱的步骤包括：对所述加速度信号进行时域积分以得到速度信号，对所述速度信号进行傅里叶变换以得到速度频谱；或者对加速度信号进行傅里叶变换以得到加速度频谱，对所述加速度频谱进行频域积分以得到速度频谱。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，在计算所述速度信号对应的速度频谱的步骤之后，还包括步骤：对所述速度频谱进行校正，以降低频谱能量泄漏。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，从所述速度频谱中筛选出可用频率分量的步骤包括：分别计算所述速度频谱中各频率分量的幅值偏差，其中，频率分量的幅值偏差为该频率分量的幅值与各频率分量的幅值的中位数的差的绝对值；将幅值偏差与偏差中位数的比值大于第一阈值的频率分量作为可用频率分量，其中，所述偏差中位数为各频率分量的幅值偏差的中位数。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，在将幅值偏差与偏差中位数的比值大于第一阈值的频率分量作为可用频率分量的步骤之后，还包括步骤：对于每一个可用频率分量，将该可用频率分量的δ邻域内的所有可用频率分量作为关联频率分量；分别计算各关联频率分量的幅值偏差；以及将幅值偏差与偏差中位数的比值小于等于第一阈值的关联频率分量删除。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，δ为所述速度频谱的频率分辨率的两倍。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，参考基频或候选转频的倍频分量按照以下步骤确定：若可用频率分量的幅值与参考基频或候选转频的幅值的正整数倍的差的绝对值小于第二阈值，则该可用频率分量为该参考基频或该候选转频的倍频分量。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，第二阈值为所述速度频谱的频率分辨率的两倍。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，置信度根据倍频分量的数量和幅值之和来确定。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，置信度为倍频分量的数量与幅值之和的加权求和结果。

可选地，在根据本发明的转速识别方法中，还包括步骤：分别确定待测设备在多段预定时间内的转速；将所述多段预定时间内的转速的中位数作为所述待测设备的转速。

根据本发明的第二个方面，提供一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，当所述程序指令被所述处理器读取并执行时，使得所述计算设备执行如上所述的转速识别方法。

根据本发明的第三个方面，提供一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如上所述的转速识别方法。

本发明的转速识别方法根据设备的速度频谱中的倍频分量的数量及能量(幅值)等信息，来确定设备的转速。与现有的将额定转速作为设备转速或者由工程师人工识别转速的方法相比，本发明的转速识别方法能够在设备变频以及设备转速时变、未知等各种场景中准确地识别设备的转速，减小了转速识别的误差，从而提高了工程师根据转速来识别设备状态的效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的转速识别系统100的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的计算设备200的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的转速识别方法300的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的转速识别系统100的示意图。如图1所示，转速识别系统100包括待测设备110、加速度传感器120和计算设备200。

应当指出，图1所示的转速识别系统100仅是示例性的，虽然其中仅示出了一个待测设备、一个加速度传感器和一个计算设备，但是，在具体的实践情况中，转速识别系统中可以有不同数量的待测设备、加速度传感器和计算设备，本发明对转速识别系统中所包括的待测设备、加速度传感器和计算设备的数量不做限制。例如，转速识别系统中可以包括多个待测设备，一个待测设备上可以设置多个加速度传感器，一个计算设备可以接收多个加速度传感器所采集到的加速度信号并对其进行分析，等等。

待测设备110例如可以是主轴、电机、泵、齿轮箱、滚动轴承等适于进行周期性旋转的机械设备。加速度传感器120设置于待测设备110的表面或距离待测设备110最近的刚性外壳上，其可以采集待测设备110工作时的加速度信号，并将采集到的加速度信号传输至计算设备200。应当指出，加速度传感器120可以为任意型号，本发明对加速度传感器120的型号不做限制。

计算设备200是任意具有通信和计算能力的设备，其可以实现为桌面计算机、笔记本计算机等配置的个人计算机，也可以实现为工作站、服务器等服务计算设备，在一些情况中，计算设备200还可以实现为手机、平板电脑、可穿戴设备等设备。计算设备200可以接收加速度传感器120采集到的加速度信号，并对加速度信号进行存储、分析、展示等。

在本发明的实施例中，计算设备200可以执行转速识别方法300，对加速度信号进行分析，以识别出待测设备110的转速。

图2示出了根据本发明一个实施例的计算设备200的示意图。需要说明的是，图2所示的计算设备200仅为一个示例，在实践中，用于实施本发明的转速识别方法的计算设备可以是任意型号的设备，其硬件配置情况可以与图2所示的计算设备200相同，也可以与图2所示的计算设备200不同。实践中用于实施本发明的转速识别方法300的设备可以对图2所示的计算设备200的硬件组件进行增加或删减，本发明对用于实施本发明的转速识别方法300计算设备的具体硬件配置情况不做限制。

如图2所示，在基本的配置202中，计算设备200典型地包括系统存储器206和一个或者多个处理器204。存储器总线208可以用于在处理器204和系统存储器206之间的通信。

取决于期望的配置，处理器204可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信息处理器(DSP)或者它们的任何组合。处理器204可以包括诸如一级高速缓存210和二级高速缓存212之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心214和寄存器216。示例的处理器核心214可以包括运算逻辑单元(ALU)、浮点数单元(FPU)、数字信号处理核心(DSP核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器218可以与处理器204一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器218可以是处理器204的一个内部部分。

取决于期望的配置，系统存储器206可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)或者它们的任何组合。计算设备中的物理内存通常指的是易失性存储器RAM，磁盘中的数据需要加载至物理内存中才能够被处理器204读取。系统存储器206可以包括操作系统220、一个或者多个应用222以及程序数据224。在一些实施方式中，应用222可以布置为在操作系统上由一个或多个处理器204利用程序数据224执行指令。操作系统220例如可以是Linux、Windows等，其包括用于处理基本系统服务以及执行依赖于硬件的任务的程序指令。应用222包括用于实现各种用户期望的功能的程序指令，应用222例如可以是浏览器、即时通讯软件、软件开发工具(例如集成开发环境IDE、编译器等)等，但不限于此。当应用222被安装到计算设备200中时，可以向操作系统220添加驱动模块。

在计算设备200启动运行时，处理器204会从存储器206中读取操作系统220的程序指令并执行。应用222运行在操作系统220之上，利用操作系统220以及底层硬件提供的接口来实现各种用户期望的功能。当用户启动应用222时，应用222会加载至存储器206中，处理器204从存储器206中读取并执行应用222的程序指令。

计算设备200还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备242、外设接口244和通信设备246)到基本配置202经由总线/接口控制器230的通信的接口总线240。示例的输出设备242包括图形处理单元248和音频处理单元250。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个A/V端口252与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口244可以包括串行接口控制器254和并行接口控制器256，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个I/O端口258和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备246可以包括网络控制器260，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口264与一个或者多个其他计算设备262通过网络通信链路的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(RF)、微波、红外(IR)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。

在根据本发明的计算设备200中，应用222包括用于执行本发明的转速识别方法300的指令，该指令可以指示处理器204执行本发明的转速识别方法300，以准确识别待测设备的转速。

图3示出了根据本发明一个实施例的转速识别方法300的流程图。方法300在计算设备(例如前述计算设备200)中执行，用于准确识别待测设备的转速。如图3所示，方法300始于步骤S310。

在步骤S310中，获取待测设备在预定时间内的加速度信号，根据加速度信号来确定速度频谱。

应当指出，步骤S310中的预定时间的长度可以由本领域技术人员自行设置，本发明对此不做限制。例如，可以将预定时间设置为0.4秒、1秒等数值。

本领域技术人员可以理解，步骤S310获取的加速度信号为时域信号，其包括多个加速度数据点。例如，加速度传感器每秒可以采集1024个加速度数据点(即每1/1024秒采集一次加速度数据)，则1秒的加速度信号包括1024个加速度数据点。加速度信号中的多个加速度数据点按照采集顺序排列，可以形成加速度信号的时域波形。该时域波形的横坐标为时间，纵坐标为加速度的值。

在步骤S310中，获取到待测设备在预定时间内的加速度信号后，根据该加速度信号来确定速度频谱。

具体地，可以通过时域积分或频域积分的方式来确定速度频谱。根据一种实施例，对加速度信号进行时域积分以得到速度信号，随后对速度信号进行傅里叶变换以得到速度频谱。或者，对加速度信号进行傅里叶变换以得到加速度频谱，随后对加速度频谱进行频域积分以得到速度频谱。

在将时域信号转换为频域信号时，由于时域信号的非周期截断，会导致生成的频谱出现拖尾现象，产生误差，这种现象被称为频谱能量泄漏。为了保证速度频谱的准确性，根据一种实施例，在步骤S310确定速度频谱后，对速度频谱进行校正，以降低频谱能量泄漏。频谱校正方法例如可以是离散频谱能量重心校正法、比值校正法、FFT(fast Fouriertransform，快速傅里叶变换)+DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)连续细化分析傅立叶变换法、相位差法等，本发明不限制频谱校正方法的种类，任意频谱校正方法均在本发明的保护范围之内。

在步骤S310确定速度频谱后，执行步骤S320。

在步骤S320中，从速度频谱中筛选出可用频率分量，可用频率分量为幅值满足预定条件的频率分量。

步骤S320是为了从速度频谱中筛选出显著、清晰的频率分量，即幅值较大的频率分量。这种频率分量更有可能对应于待测设备的转动频率。本领域技术人员可以理解，旋转设备的转动频率即为转速(每秒钟转过的圈数)。

根据一种实施例，步骤S320进一步按照以下步骤S322实施。

在步骤S322中，分别计算速度频谱中各频率分量的幅值偏差，其中，频率分量的幅值偏差为该频率分量的幅值与各频率分量的幅值的中位数的差的绝对值。将幅值偏差与偏差中位数的比值大于第一阈值的频率分量作为可用频率分量，其中，偏差中位数为各频率分量的幅值偏差的中位数。

需要说明的是，第一阈值的取值可以由本领域技术人员自行设置，本发明对此不做限制。

例如，速度频谱中共包括n个频率分量，这n个频率分量的幅值分别为x₁，x₂，…，x_n。令幅值集合X＝{x₁，x₂，…，x_n}，则各频率分量的幅值的中位数为X的中位数，即median(X)。

第i个(1≤i≤n)频率分量的幅值偏差为该频率分量的幅值x_i与各频率分量的幅值中位数median(X)的差的绝对值，即|x_i-median(X)|。各频率分量的幅值偏差构成幅值偏差集合Y，即Y＝{|x₁-median(X)|，|x₂-median(X)|，…，|x_n-median(X)|}。偏差中位数为各频率分量的幅值偏差的中位数，即median(Y)。

根据一种实施例，定义比例因子t，第i个频率分量的比例因子t_i按照以下公式计算：

当t_i>3，即

时，将对应的第i个频率分量判定为可用频率分量。在该实施例中，比例因子t_i的阈值为3，对应的第一阈值为3/1.4826＝2.0235。

基于公式(1)，第一阈值＝比例因子阈值/1.4826。需要说明的是，本领域技术人员可以自行设置比例因子t_i的阈值，而不限于上述实施例所设置的阈值3。

根据一种实施例，在步骤S322之后，执行步骤S324，以从多个可用频率分量中进一步筛选出可能是转动频率的分量。

在步骤S324中，对于每一个可用频率分量，将该可用频率分量的δ邻域内的所有可用频率分量作为关联频率分量；分别计算各关联频率分量的幅值偏差。其中，关联频率分量的幅值偏差为该关联频率分量的幅值与各关联频率分量的幅值的中位数的差的绝对值。随后，将幅值偏差与偏差中位数的比值小于等于第一阈值的关联频率分量删除，其中，偏差中位数为各关联频率分量的幅值偏差的中位数。

需要说明的是，步骤S324中δ的值可以由本领域技术人员自行设置，本发明对此不做限制。根据一种实施例，可以将δ的值设置为速度频谱的频率分辨率的两倍。

例如，经过步骤S322，从速度频率的n个频率分量中筛选出了m个可用频率分量。

对于其中的第i个可用频率分量，其δ邻域内共有k个可用频率分量(可用频率分量i亦包含在这k个可用频率分量内)，即，可用频率分量i共有k个关联频率分量，这k个关联频率分量的幅值分别为a₁，a₂，…，a_k。k个关联频率分量的幅值构成邻域幅值集合A＝{a₁，a₂，…，a_k}，这k个关联频率分量的幅值的中位数为median(A)。

第j个(1≤j≤k)关联频率分量的幅值偏差为该频率分量的幅值a_j与各关联频率分量的幅值中位数median(A)的差的绝对值，即|a_j-median(A)|。各关联频率分量的幅值偏差构成幅值偏差集合B，即B＝{|a₁-median(A)|，|a₂-median(A)|，…，|a_k-median(A)|}。偏差中位数为各关联频率分量的幅值偏差的中位数，即median(B)。

参照上述式(1)来计算第j个关联频率分量的比例因子t_j，即，有：

当t_j>3，即

时，将对应的第j个关联频率分量保留；当t_j≤3，即

时，将对应的第j个关联频率分量删除。

根据一种优选的实施例，在步骤S324中，按照幅值由大到小的顺序来对每一个可用频率分量的关联频率分量进行筛选。

例如，经过步骤S322，筛选出了10个可用频率分量，记为频率分量1～10。其中，幅值最大的是频率分量7，其关联频率分量(δ邻域内的可用频率分量)为频率分量6～9。按照步骤S324来对频率分量6～9进行筛选，经过筛选，删除了频率分量8和9，剩下的可用频率分量为频率分量1～7和10。在频率分量1～7和10中，除去已经完成计算的频率分量7，幅值最大的为频率分量3，因此，接下来对频率分量3的关联频率分量进行筛选。以此类推，直至所有可用频率分量的关联频率分量均完成筛选为止。

在步骤S320筛选出速度频谱中的可用频率分量后，执行步骤S330。

在步骤S330中，将频率小于预定阈值的可用频率分量作为参考基频，对于每一个参考基频，根据可用频率分量中的该参考基频的倍频分量来确定该参考基频的置信度，将置信度最大的参考基频作为参考转频。

预定阈值的值可以由本领域技术人员自行设置，本发明对此不做限制。在一个实施例中，可以将预定阈值设置为50Hz。

根据一种实施例，参考基频的倍频分量可以按照以下方法确定：若可用频率分量的幅值与参考基频的幅值的正整数倍的差的绝对值小于第二阈值，则该可用频率分量为该参考基频的倍频分量。第二阈值的值通常设置为与前述邻域δ的值相同，根据一种实施例，第二阈值与δ的值同为速度频谱的频率分辨率的两倍。

例如，参考基频的频率为fi，若可用频率分量的频率f与参考基频的频率fi满足|f–n*fi|<δ，其中n为任意正整数，则该可用频率分量为参考基频的倍频分量。

根据一种实施例，参考基频的置信度根据其倍频分量的数量和幅值之和来确定。例如，参考基频的置信度为其倍频分量的数量与幅值之和的加权求和结果，即，参考基频的置信度＝w₁*参考基频的倍频分量的数量+w₂*参考基频的倍频分量的幅值之和，其中，w₁、w₂分别为倍频分量的数量的权重、倍频分量的幅值之和的权重。

例如，将预定阈值设置为50Hz，经过前述步骤S320，筛选出10个可用频率分量，记为频率分量1～10。其中，50Hz以内的可用频率分量为频率分量1、频率分量2、频率分量3。选取频率分量1作为参考基频，依次判断频率分量2～10是否是频率分量1的倍频分量。经过判断，得到其中频率分量4、频率分量7、频率分量10为其倍频，三者的幅值分别为1.709mm/s(毫米/秒)、1.164mm/s、0.882mm/s，则频率分量1的倍频分量的数量为3，倍频分量的幅值之和为1.709mm/s+1.164mm/s+0.882mm/s＝3.755mm/s。因此，频率分量1的置信度为w₁*3+w₂*3.755。

在计算出每一个参考基频的置信度后，将置信度最大的参考基频作为参考转频。参考转频可能是待测设备的转频(即转速)，也可能是转频的整数倍，因此，继续执行步骤S340，来确定待测设备的转频。

在步骤S340中，将参考转频的预定数量个分频作为候选转频，对于每一个候选转频，根据可用频率分量中的该候选转频的倍频分量来确定该候选转频的置信度。

参考转频是其分频的正整数倍。即，如果某个频率是参考转频的1/n，其中n为正整数，则该频率是参考转频的分频。

预定数量的值可以由本领域技术人员自行设置，本发明对此不做限制。在一个实施例中，可以将预定数量设置为3，相应地，在步骤S340中，将参考转频的3个分频，即1*参考转频、1/2*参考转频、1/3*参考转频作为候选转频。

对于每一个候选转频，根据可用频率分量中的候选转频的倍频分量来确定该候选转频的置信度。候选转频的置信度的计算方法与前述参考基频的置信度的计算方法类似。首先，从可用频率分量中确定候选转频的倍频分量，若可用频率分量的幅值与候选转频的幅值的正整数倍的差的绝对值小于第二阈值，则该可用频率分量为该候选转频的倍频分量。随后，根据候选转频的倍频分量的数量和幅值之和来确定该候选转频的置信度，候选转频的置信度例如可以是其倍频分量的数量与幅值之和的加权求和结果，即，候选转频的置信度＝w₁*候选转频的倍频分量的数量+w₂*候选转频的倍频分量的幅值之和，其中，w₁、w₂分别为倍频分量的数量的权重、倍频分量的幅值之和的权重。

在计算出每一个候选转频的置信度之后，执行步骤S350。

在步骤S350中，将置信度最大的候选转频作为待测设备在预定时间内的转速。

经过步骤S310～S350，计算出了待测设备在预定时间内的转速。为了进一步减小误差，提高转速识别的准确率，根据一种实施例，获取待测设备在多段预定时间内的加速度信号，对于每段预定时间内的加速度信号，均执行上述步骤S310～S350，从而分别确定待测设备在多段预定时间内的转速。随后，将这多段预定时间内的转速的中位数作为待测设备的转速。

例如，预定时间为0.4秒，先后采集10个时长为0.4秒的加速度信号，按照步骤S310～S350，分别确定每一个加速度信号对应的转速，得到转速集合R＝{r₁，r₂，……，r₁₀}，则待测设备的转速为这10个转速的中位数，即median(R)。

A8、如权利要求7所述的方法，其中，所述第二阈值为所述速度频谱的频率分辨率的两倍。

A9、如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述置信度根据倍频分量的数量和幅值之和来确定。

A10、如权利要求9所述的方法，其中，所述置信度为倍频分量的数量与幅值之和的加权求和结果。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、U盘、软盘、CD-ROM或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的转速识别方法。

以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。

在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种转速识别方法，在计算设备中执行，包括步骤：

获取待测设备在预定时间内的加速度信号，根据所述加速度信号来确定速度频谱；

从所述速度频谱中筛选出可用频率分量，其中，所述可用频率分量为幅值满足预定条件的频率分量；

将频率小于预定阈值的可用频率分量作为参考基频，对于每一个参考基频，根据可用频率分量中的该参考基频的倍频分量来确定该参考基频的置信度，将置信度最大的参考基频作为参考转频；

将参考转频的预定数量个分频作为候选转频，对于每一个候选转频，根据可用频率分量中的该候选转频的倍频分量来确定该候选转频的置信度；

将置信度最大的候选转频作为所述待测设备在所述预定时间内的转速。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述加速度信号来确定速度频谱的步骤包括：

对所述加速度信号进行时域积分以得到速度信号，对所述速度信号进行傅里叶变换以得到速度频谱；或者

对加速度信号进行傅里叶变换以得到加速度频谱，对所述加速度频谱进行频域积分以得到速度频谱。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在所述计算所述速度信号对应的速度频谱的步骤之后，还包括步骤：

对所述速度频谱进行校正，以降低频谱能量泄漏。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述从所述速度频谱中筛选出可用频率分量的步骤包括：

分别计算所述速度频谱中各频率分量的幅值偏差，其中，频率分量的幅值偏差为该频率分量的幅值与各频率分量的幅值的中位数的差的绝对值；

将幅值偏差与偏差中位数的比值大于第一阈值的频率分量作为可用频率分量，其中，所述偏差中位数为各频率分量的幅值偏差的中位数。

5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述将幅值偏差与偏差中位数的比值大于第一阈值的频率分量作为可用频率分量的步骤之后，还包括步骤：

对于每一个可用频率分量，将该可用频率分量的δ邻域内的所有可用频率分量作为关联频率分量；

分别计算各关联频率分量的幅值偏差；以及

将幅值偏差与偏差中位数的比值小于等于第一阈值的关联频率分量删除。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中，δ为所述速度频谱的频率分辨率的两倍。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述参考基频或候选转频的倍频分量按照以下步骤确定：

若可用频率分量的幅值与参考基频或候选转频的幅值的正整数倍的差的绝对值小于第二阈值，则该可用频率分量为该参考基频或该候选转频的倍频分量。

8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，还包括步骤：

分别确定待测设备在多段预定时间内的转速；

将所述多段预定时间内的转速的中位数作为所述待测设备的转速。

9.一种计算设备，包括：

至少一个处理器和存储有程序指令的存储器；

当所述程序指令被所述处理器读取并执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1-8中任一项所述的转速识别方法。

10.一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1-8中任一项所述的转速识别方法。

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