CN116338242B - 一种振弦数据采集仪及其控制方法 - Google Patents

一种振弦数据采集仪及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116338242B
CN116338242B CN202310604574.9A CN202310604574A CN116338242B CN 116338242 B CN116338242 B CN 116338242B CN 202310604574 A CN202310604574 A CN 202310604574A CN 116338242 B CN116338242 B CN 116338242B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calibration data
vibration response
response calibration
sampling
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310604574.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116338242A (zh
Inventor
杜光伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Several Shenzhen Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Several Shenzhen Intelligent Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Several Shenzhen Intelligent Technology Co ltd filed Critical Several Shenzhen Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202310604574.9A priority Critical patent/CN116338242B/zh
Publication of CN116338242A publication Critical patent/CN116338242A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116338242B publication Critical patent/CN116338242B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045—Correction of measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本申请公开一种振弦数据采集仪及其控制方法，在启动振弦数据采集仪校准控制后，采集振动响应校准数据，从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，得到采样振动响应校准数据；根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，根据保留阈值选择特征根，得到重构特征根；根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据，根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准，可有效提高校准效率。

Description

一种振弦数据采集仪及其控制方法
技术领域
本发明涉及振弦数据采集仪技术领域，尤其涉及一种振弦数据采集仪及其控制方法。
背景技术
振弦数据采集仪是一种常用于结构物振动响应监测的设备，它可以采集结构物的振动响应校准数据，例如结构物的振动加速度、速度、位移等，常用于结构物健康监测、地震监测、桥梁监测、风电机组监测等领域。
振弦数据采集仪一般由以下部分组成：传感器、采集器和数据处理软件。其中传感器用于采集结构物的振动响应信号，采集器负责将传感器采集到的信号进行放大、滤波、数字化等处理，并将处理后的信号传输到计算机或数据处理器中进行进一步的数据处理和分析。
在振弦数据采集仪记录振动响应数据时，需要根据监测目的和监测要求选取合适的传感器，并将传感器固定在结构物的合适位置上，在进行实际监测前，还需要对采集仪进行校准，以确保采集到的数据准确可靠，但现有技术中在采集振动响应校准数据的过程中，振弦数据采集仪会面临噪声干扰的技术问题，影响最终的校准结果。
发明内容
本申请实施例提供一种振弦数据采集仪及其控制方法，以解决在采集振动响应校准数据的过程中，振弦数据采集仪会面临噪声干扰，影响最终的校准结果的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种振弦数据采集仪的控制方法，包括如下步骤：
启动振弦数据采集仪校准控制，采集振动响应校准数据；
从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对采集的振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据；
根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根；
根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据；
根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准。
在一些实施例中，抽样校准数据的熵值可根据下述方式确定：
根据振动响应校准数据确定抽样校准数据出现的概率；
由所述概率计算抽样校准数据的熵值，抽样校准数据的熵值由下式确定：
φ＝∑(P(x)＊log2P(x))
其中，φ表示抽样校准数据的熵值，P(x)表示抽样校准数据x出现的概率，log2表示以2为底的对数。
在一些实施例中，确定采样比例具体可包括：
根据振动响应校准数据的熵值和抽样校准数据的熵值，确定采样比例，所述采样比例表达式如下：
其中，表示采样比例，φ表示抽样校准数据的熵值，φ0表示振动响应校准数据的熵值。
在一些实施例中，可通过所述采样振动响应校准数据的分布特性确定保留阈值。
在一些实施例中，根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵具体可包括：
根据预设的延迟时间和嵌入维数，将采样振动响应校准数据进行嵌入，得到延迟向量序列；
根据所述延迟向量序列构建振动响应校准数据矩阵。
在一些实施例中，可通过矩阵乘法运算将重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据。
在一些实施例中，根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准具体可包括：
将去噪振动响应校准数据与已知的振动响应校准信号数据进行比较，根据比较结果，计算出校准系数，通过该校准系数对振弦数据采集仪进行校准。
第二方面，本申请提供一种振弦数据采集仪，其包括有校准控制单元，所述校准控制单元包括：
采样振动响应校准数据确定模块，用于在启动振弦数据采集仪校准控制后，采集振动响应校准数据，从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对采集的振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据；
重构特征根确定模块，用于根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根；
去噪振动响应校准数据确定模块，用于根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据；
校准处理模块，用于根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述振弦数据采集仪的控制方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的振弦数据采集仪的控制方法。
本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请公开的一种振弦数据采集仪及其控制方法中，在启动振弦数据采集仪校准控制后，采集振动响应校准数据，从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对所述振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据，根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根，根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据，根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准，对于采集振动响应校准数据的过程中，产生的对振动响应校准数据中的噪声干扰进行去噪，从而提高校准效率。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的振弦数据采集仪的控制方法的示例性流程图；
图2是根据本申请一些实施例所示的校准控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图；
图3是根据本申请一些实施例所示的应用振弦数据采集仪的控制方法的计算机设备的示例性结构示意图。
具体实施方式
本申请实例提供一种振弦数据采集仪及其控制方法，其核心是启动振弦数据采集仪校准控制，采集振动响应校准数据；从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对所述振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据，根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根，根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据，根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准，对于采集振动响应校准数据的过程中，产生的对振动响应校准数据中的噪声干扰进行去噪，从而提高校准效率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。参考图1，该图是根据本申请一些实施例所示的振弦数据采集仪的控制方法的示例性流程图，该振弦数据采集仪的控制方法100主要包括如下步骤：
在步骤101，启动振弦数据采集仪校准控制，采集振动响应校准数据，从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对所述振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据。
具体实现时，可使用校准设备预先生成若干已知频率和振幅的振动响应校准信号，根据需要，可以生成单一频率或多个频率的信号，将上述的振动响应校准信号输入到振弦数据采集仪中，并使用振弦数据采集仪采集振动校准信号的数据，即振动响应校准数据，这里不做具体限定。
在一些实施例中，对振动响应校准数据进行抽样处理，可得到抽样校准数据，假设采集的振动响应校准数据是一个包含30个振动响应校准数据的数据集，可随机抽取其中10个振动响应校准数据作为抽样校准数据，具体抽取的振动响应校准数据例如可以为：{0.01，0.05，0.09，0.11，-0.01，-0.03，-0.04，0.06，0.08，0.11}，这些抽取出来的振动响应校准数据即是本申请所述的抽样校准数据，这些抽样校准数据出现的频率均为1。
在一些实施例中，所述抽样校准数据的熵值可采用下述方式确定，即：
根据振动响应校准数据确定抽样校准数据出现的概率；
由所述概率计算抽样校准数据的熵值，抽样校准数据的熵值由下述公式确定：
φ＝∑(p(x)＊log2P(x))
其中，φ表示抽样校准数据的熵值，P(x)表示抽样校准数据x出现的概率，log2表示以2为底的对数。
在一些实施例中，确定采样比例可采用下述方式实现，即：
根据振动响应校准数据的熵值和抽样校准数据的熵值，确定采样比例，所述采样比例表达式如下：
其中，表示采样比例，φ表示抽样校准数据的熵值，φ0表示振动响应校准数据的熵值。
在一些实施例中，当确定采样比例之后，即可根据采样比例对振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据，例如，当得出采样比例为0.68，则随机选择振动响应校准数据集中的68％作为采样振动响应校准数据。
在步骤102，根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根。
在一些实施例中，所述根据采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵可采用下述方式实现，即：
首先，根据预设的延迟时间和嵌入维数，将采样振动响应校准数据进行嵌入，得到延迟向量序列，例如，对于一个采样振动响应校准数据，记录了系统在一段时间内的振动信号，选择合适的延迟时间α和嵌入维数β，将时间序列数据进行嵌入，得到一个β维延迟向量序列，每个延迟向量包含β个连续的振动响应校准数据点，需要说明的是，在具体实现过程中，延迟时间α和嵌入维数β可以通过自相关函数方法或互信息方法来选择，这里不再赘述。
其次，根据所述延迟向量序列构建振动响应校准数据矩阵，该振动响应校准数据矩阵的表达式可通过下述公式确定：
λi，j＝ωi+j-1
其中，λi，j表示振动响应校准数据矩阵，ωi+j-1表示给定的常数序列，i+j-1的取值为1到2n-1，n表示振动响应校准数据点个数，需要说明的是，将延迟向量序列中的每个延迟向量作为振动响应校准数据矩阵的一行或一列，例如，振动响应校准数据矩阵的第i行可以表示为：
xi，xi+α，...，xi+(β-1)α
其中，xi表示时间序列数据中的第i个数据点，α表示延迟时间，β表示嵌入维数。
在一些实施例中，可对振动响应校准数据矩阵进行分解，得到振动响应校准数据矩阵的特征根，振动响应校准数据矩阵的分解形式如下：
其中，λ表示振动响应校准数据矩阵，A表示j*j的正方矩阵，B表示i*i的正方矩阵，ψ表示一个对角矩阵，BH表示正方矩阵的共轭转置矩阵，需要说明的是ψ的对角线元素为振动响应校准数据矩阵的非零特征根，且该非零特征根按降序排列，根据该对角矩阵ψ可以得到振动响应校准数据矩阵的特征根。
在一些实施例中，通过采样振动响应校准数据的分布特性确定保留阈值，对采样振动响应校准数据进行统计分析，计算出均值、方差、标准差等参数，得到采样振动响应校准数据的概率分布，通常，可以选择一个合适的置信度水平，比如95％或99％，然后根据标准正态分布表计算出对应的保留阈值，使得在该置信度水平下，噪声振动响应校准数据被滤除的概率最大，或者利用Python的scipy.stats.norm模块求得保留阈值，这里不做限定。
在一些实施例中，对于保留阈值选择特征根还可将没有选中的特征根设为0，例如，根据该保留阈值k，选择最大的k个特征根，其余特征根设为0，在这个例子中，可以设定保留阈值k＝0.5，即保留最大的一半特征根作为重构特征根，其余没有选中的特征根设为0。
在步骤103，根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据。
在一些实施例中，由重构特征根构成截断对角矩阵，根据该截断对角矩阵重构振动响应校准数据矩阵，该重构振动响应校准数据矩阵表达式如下：
λ0＝A＊ψ0＊BT
其中，λ0表示重构振动响应校准数据矩阵，A表示j＊j的正方矩阵，B表示i＊i的正方矩阵，ψ0表示截断对角矩阵，BT表示正方矩阵B的转置矩阵。
在一些实施例中，可通过矩阵乘法运算将重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据，假设重构振动响应校准数据矩阵λ0的维度为m*n，其中m表示延迟向量序列的长度，n表示延迟向量的数量，对于每个延迟向量，通过矩阵乘法将其转化为去噪振动响应校准数据，转化后的去噪振动响应校准数据可为：
其中，表示去噪振动响应校准数据，λ0表示重构振动响应校准数据矩阵，θ表示延迟向量。
在步骤104，根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准。
在一些实施例中，可将去噪振动响应校准数据与已知的振动响应校准信号数据进行比较，根据比较结果，可以计算出校准系数，校准系数为去噪振动响应校准数据与已知的振动响应校准准确信号数据之间的比例关系，通过该校准系数即可对振弦数据采集仪进行校准，例如校准系数为1.0526，则意味着在振弦数据采集仪实际测量时，需要将采集到的数据乘以1.0526来校准振弦数据采集仪的测量结果，才能获得更准确的值，这里不再赘述。
另外，在一些实施例中，参考图2，该图是根据本申请一些实施例所示的振弦数据采集仪的示例性硬件和/或软件的示意图，本实施例振弦数据采集仪中校准控制单元200可包括：采样振动响应校准数据确定模块201、重构特征根确定模块202、去噪振动响应校准数据确定模块203、校准处理模块204，分别说明如下：
采样振动响应校准数据确定模块201，本申请中采样振动响应校准数据确定模块201主要用于在启动振弦数据采集仪校准控制后，采集振动响应校准数据，从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对所述振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据；
重构特征根确定模块202，本申请中重构特征根确定模块202主要用于根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根；
去噪振动响应校准数据确定模块203，本申请中去噪振动响应校准数据确定模块203主要用于根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据；
校准处理模块204，本申请中校准处理模块204主要用于根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准。
在一些实施例中，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的振弦数据采集仪的控制方法。
在一些实施例中，参考图3，该图是根据本申请施例提供的一种振弦数据采集仪的控制方法的计算机设备的结构示意图。上述实施例中的上述的振弦数据采集仪的控制方法可以通过图3所示的计算机设备来实现，该计算机设备300包括至少一个处理器301、通信总线302、存储器303以及至少一个通信接口304。
处理器301可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请中的振弦数据采集仪的控制方法的执行。
通信总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器303可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only Memory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器303可以是独立存在，通过通信总线302与处理器301相连接。存储器303也可以和处理器301集成在一起。
其中，存储器303用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中振弦数据采集仪的控制方法可以通过处理器301以及存储器303中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。
通信接口304，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personaldigital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
例如，在一些实施例中，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的振弦数据采集仪的控制方法。
本发明是根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种振弦数据采集仪的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
启动振弦数据采集仪校准控制，采集振动响应校准数据；
从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述振动响应校准数据确定抽样校准数据出现的概率，由所述概率计算抽样校准数据的熵值，所述抽样校准数据的熵值由下式确定：
其中，表示抽样校准数据的熵值，/>表示抽样校准数据/>出现的概率，/>表示以2为底的对数；
根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，所述采样比例表达式如下：
其中，表示采样比例，/>表示抽样校准数据的熵值，/>表示振动响应校准数据的熵值；
根据所述采样比例对采集的振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据；
根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根；
根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，所述重构振动响应校准数据矩阵表达式如下：
其中，表示重构振动响应校准数据矩阵，A表示j*j的正方矩阵，B表示i*i的正方矩阵，/>表示截断对角矩阵，/>表示正方矩阵B的转置矩阵；将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据，转化后的去噪振动响应校准数据为：
其中，表示去噪振动响应校准数据，/>表示重构振动响应校准数据矩阵，/>表示延迟向量；
根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准；
其中，根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵具体包括：
根据预设的延迟时间和嵌入维数，将采样振动响应校准数据进行嵌入，得到延迟向量序列；
根据所述延迟向量序列构建振动响应校准数据矩阵。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述采样振动响应校准数据的分布特性确定保留阈值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过矩阵乘法运算将重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准具体包括：
将去噪振动响应校准数据与已知的振动响应校准信号数据进行比较，根据比较结果，计算出校准系数，通过该校准系数对振弦数据采集仪进行校准。
5.一种振弦数据采集仪，其采用权利要求1所述的一种振弦数据采集仪的控制方法进行控制，其特征在于，所述振弦数据采集仪包括有校准控制单元，所述校准控制单元包括：
采样振动响应校准数据确定模块，用于在启动振弦数据采集仪校准控制后，采集振动响应校准数据，从采集的振动响应校准数据中抽取预定数量的抽样校准数据，根据所述抽样校准数据的熵值，确定采样比例，根据所述采样比例对采集的振动响应校准数据进行采样，得到采样振动响应校准数据；
重构特征根确定模块，用于根据所述采样振动响应校准数据构建振动响应校准数据矩阵，对所述振动响应校准数据矩阵进行分解，得到所述振动响应校准数据矩阵的特征根，通过所述采样振动响应校准数据确定保留阈值，根据所述保留阈值选择特征根，得到重构特征根；
去噪振动响应校准数据确定模块，用于根据所述重构特征根重构所述振动响应校准数据矩阵，得到重构振动响应校准数据矩阵，将所述重构振动响应校准数据矩阵转化为去噪振动响应校准数据；
校准处理模块，用于根据所述去噪振动响应校准数据对振弦数据采集仪进行校准。
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行如权利要求1至4任一项所述的振弦数据采集仪的控制方法。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的振弦数据采集仪的控制方法。
CN202310604574.9A 2023-05-26 2023-05-26 一种振弦数据采集仪及其控制方法 Active CN116338242B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310604574.9A CN116338242B (zh) 2023-05-26 2023-05-26 一种振弦数据采集仪及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310604574.9A CN116338242B (zh) 2023-05-26 2023-05-26 一种振弦数据采集仪及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116338242A CN116338242A (zh) 2023-06-27
CN116338242B true CN116338242B (zh) 2023-08-04

Family

ID=86889787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310604574.9A Active CN116338242B (zh) 2023-05-26 2023-05-26 一种振弦数据采集仪及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116338242B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189382B1 (en) * 1999-11-05 2001-02-20 Litton Systems, Inc. Vibratory sensor with self-calibration and low noise digital conversion
US7509862B2 (en) * 2007-01-24 2009-03-31 Massachusetts Institute Of Technology System and method for providing vibration detection in turbomachinery
WO2011016857A2 (en) * 2009-08-05 2011-02-10 Elliott James C Equipment and system for structure inspection and monitoring
CA2816700A1 (en) * 2010-11-01 2012-05-10 Ray Bond Entropy-based impact load identification
FR2980570B1 (fr) * 2011-09-26 2013-11-01 Sagem Defense Securite Calibration de gyroscope vibrant
US9581466B2 (en) * 2011-11-11 2017-02-28 Qualcomm Incorporated Sensor auto-calibration
CN105092023B (zh) * 2015-08-11 2016-03-23 西安科技大学 基于白噪声统计特征的锚杆振动信号矫正方法
CN111161171B (zh) * 2019-12-18 2023-04-07 三明学院 爆破振动信号基线漂零校正和消噪方法、装置、设备及系统
CN114037084B (zh) * 2021-11-05 2022-11-25 北京百度网讯科技有限公司 量子测量设备校准方法及装置、电子设备和介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN116338242A (zh) 2023-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104807534B (zh) 基于在线振动数据的设备固有振动模式自学习识别方法
CN111307438B (zh) 一种基于信息熵的旋转机械振动故障诊断方法及其系统
CN112906158A (zh) 一种基于多传感器多元数据融合的机械故障诊断方法
Yuan et al. Parametric identification of chaotic systems
CN116338242B (zh) 一种振弦数据采集仪及其控制方法
CN109300484A (zh) 音频对齐方法、装置、计算机设备以及可读存储介质
CN114639391A (zh) 机械故障提示方法、装置、电子设备及存储介质
CN109736793B (zh) 一种评价储层孔隙结构的方法及设备
CN111368461A (zh) 基于svd消噪处理的改进灰色模型隧道沉降监测方法
CN109100165B (zh) 桥梁运营模态分析方法、装置、终端与计算机可读存储介质
CN116089891A (zh) 一种诊断桩基结构的安全状况的方法及系统
CN115096586A (zh) 故障诊断方法、装置、存储介质及电子设备
CN113219333B (zh) 一种电机故障诊断时的频谱参数处理方法
CN115290279A (zh) 基于复合频域分解的运行模态分析方法
CN111597096B (zh) 一种基准测试方法、系统及终端设备
CN115983165A (zh) Lms自适应滤波器的性能测试方法和性能测试装置
US10671624B2 (en) Parallel filtering of large time series of data for filters having recursive dependencies
CN108599773A (zh) 一种基于确定性测量矩阵的振动信号数据压缩采集方法
CN111368440B (zh) 基于多谱线插值的指数衰减正弦信号参数估计方法及装置
CN117233863B (zh) 一种三分量地震仪的传递函数标定方法及装置
CN113361819B (zh) 一种线性预测方法及装置
CN116164886A (zh) 一种火电厂旋转设备动平衡计算系统和方法
CN113282882A (zh) 一种标准参考信号生成方法、装置、设备及存储介质
JPS60135772A (ja) 信号分析装置
CN114519165A (zh) 一种基于小波分析的风能资源波动尺度划分方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant