[发明专利]消除梳状谱噪声对振动能级影响的方法

摘要

本发明公开了一种消除梳状谱噪声对振动能级影响的方法，用于解决现有消除梳状谱噪声的方法实用性差的技术问题。技术方案是首先确定相关技术参数，然后以Fourier核函数为基函数构造对应的带通滤波器。再通过添加频移因子得到满足要求的梳状带阻滤波器。随后将原始信号的功率谱和构造出的梳状带阻滤波器相结合，在频域下滤除原始信号中的周期性干扰成分。根据滤波后的频谱幅值，计算得到功率谱密度，最终利用功率谱密度值按频段计算出1/3倍频程谱。该方法能滤除等间隔分布的干扰信号，在频域下直接计算振动能级。并通过修正因干扰噪声导致的振动能级误报，避免因振动误报带来的重复试验，有利于缩短试验周期，实用性强。

主权项

一种消除梳状谱噪声对振动能级影响的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，设原始信号为x(t)，0＜t＜T；首先在时间段[0,T]内对x(t)进行傅里叶变换，得到对应的频域分布曲线X(ω)，X(ω)=∫0Tx(t)e-jωtdt---(1)]]>步骤2，观察频谱中是否存在梳状噪声谱线分布；若存在，根据频谱分布确定出周期性噪声谱线的中心频率以及间隔宽度，确定滤波器的中心频率fc和滤波器的带宽B；步骤3，以Fourier核函数为基函数构造幅值为1的平顶带通滤波器s(t)，s(t)=sinω0tπt---(2)]]>其中，ω0≥0表示所构造带通滤波器的截止频率；s(t)对应的频域分布特性为S(ω)={1,|ω|≤ω00,ω>ω0,ω<-ω0---(3)]]>通过设置频移因子构造出由多个带通滤波器组成的基于Fourier基函数的梳状滤波器；若要构造基频为fb，带宽为2ω0的梳状滤波器hb(t)，则通过设置频移因子得到：hb(t)=sinω0tπt×Σk=1nexp(j2πkfbt)---(4)]]>hb(t)只能通过频率为fb及其倍频的梳状带通滤波器；频率fa范围内构造的通频带通滤波器ha(t)，ha(t)=sin2π(fa/2)tπt×exp(j2πkfat)---(5)]]>将构造得到的ha(t)与hb(t)，进行Fourier变换得到H2(ω)与Hb(ω)；根据Fourier变换的特性可知，梳状滤波器Hc(ω)＝H2(ω)‑Hb(ω)将仅对fb及其倍频产生带阻特性，而对其余频率成分具有带通特性；步骤4，根据时域卷积等效于频域相乘的原理，梳状滤波后的信号频谱W(ω)由W(ω)＝X(ω)×Hc(ω)计算得到；步骤5，根据频谱W(ω)计算得到功率谱密度G(ω)G(ω)=2T|W(ω)|2---(6)]]>由此得到，在以fc为中心频率的第h个频段[fl,fu]内，功率谱数据的平均值为ah=G(ω)n---(7)]]>式中，n为频段内谱线个数；中心频率fc取自国际标准化组织ISO的推荐值，频段上下限fl和fu应满足以下关系fc=fu·flfu/fl=21/3---(8)]]>若以a0为零分贝基准值，则ah的能级表示为Lh＝20log(ah/a0)    (9)。