[发明专利]基于四阶累积量的管道泄漏振动信号自适应时延估计方法

权利要求书

1.基于四阶累积量的管道泄漏振动信号自适应时延估计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：采集流体管道泄漏振动信号；

S2：进行四阶累积量运算；

S3：进行RLS自适应滤波；

S4：得到时延估计结果；

所述步骤S1具体为：

流体管道泄漏产生振动信号，被管道两端的加速度传感器拾取得到两路信号x₁(t)、x₂(t)，由于泄漏振动信号的多模态和频散特性导致相关噪声的存在，对于含有相关噪声的两路泄漏振动信号表示为：

x₁(t)＝s(t)+n₁(t)

x₂(t)＝αs(t-D)+n₂(t) (1)

其中s(t)为泄漏源信号，n₁(t)和n₂(t)为相关的零均值高斯白噪声，D为时间延迟，α为衰减因子；

所述步骤S2具体为：

对于含有相关噪声的两路泄漏振动信号x₁(t)、x₂(t)进行四阶累积量运算，自四阶累积量与互四阶累积量计算式为：

其中，τ为信号延迟时间，α为衰减因子；由于C_ssss(τ，0，0)中只含有延迟时间τ一个参量信息，所以为自、互四阶累积量的一维切片，二者视为两个新的时域信号，此时已不含有相关噪声，提高信噪比，且仍然保持x₁(t)和x₂(t)之间的时间差τ；

所述步骤S3具体为：

(1)将x₁(t)自四阶累积量运算结果作为RLS自适应滤波器的输入变量，按照算法1运算得到y₁(n)；

(2)执行式(3)，得到误差函数E(n)；

(3)对E(n)进行递归最小二乘运算，执行算法1得到滤波器权系数曲线和误差曲线；

RLS自适应滤波步骤为算法1的伪代码；初始化权系数与相关矩阵，并设置滤波器阶数参数，再进行多次迭代运算得到误差曲线及权系数曲线；其中，N为待滤波信号长度；

2.根据权利要求1所述的基于四阶累积量的管道泄漏振动信号自适应时延估计方法，其特征在于：所述步骤S4具体为：

根据RLS自适应滤波器权系数曲线峰值偏移得到估计结果计算方法如式(4)(5)，其中f_s为采样频率；

L＝arg{max[w(n)]} (4)

式(4)中，arg[·]表示取函数的自变量，max[·]表示取函数的最大值；arg{max[w(n)]}表示当滤波器权系数函数w(n)为最大值时，取其对应的横坐标L，然后执行式(5)，得到时延估计结果。