[发明专利]一种精确计算振动或压力脉动信号频率及幅值的方法

摘要

本发明涉及一种精确计算振动或压力脉动信号频率及幅值的方法，其特征在于它包括以下步骤：1)采用二次曲线插值法获得相对准确的主频频率及其幅值，其步骤如下：(1)选择精确计算的对象，确定初步分析的主频频及其幅值；(2)采用二次插值法确定小山包峰值对应的主频频率f_I及其幅值A_I；2)采用拟合三次多项式精确计算主频频率f及其幅值A，其步骤如下：(1)确定计算频率间隔Δf；(2)计算δf_i和ε；(3)分别按δf_i＝0、δf_i>0和δf_i<0三种情况，精确计算振动或脉动信号的主频频率f及其幅值A，将ε代入相应的拟合三次多项式中，得到精确的主频频率f及其幅值A。本发明提高了计算振动或压力脉动信号频率及幅值的精度。

主权项

1.一种精确计算振动或压力脉动信号频率及幅值的方法，其特征在于：它的具体步骤如下：1)第一次修正，采用二次曲线插值法获得相对准确的主频频率及其幅值：(1)在FFT频谱分析曲线中，选择峰值比较高和主频不突出，形状为小山包的频率组合作为精确计算的对象，确定初步分析主频频率及其幅值；小山包需具备如下特征：(a)最高值两侧的频率的幅值Ai‑1和Ai+1不低于最高值Ai的1/10；(b)幅值最高频率fi和前第2个频率fi‑2对应的幅值Ai‑2需小于Ai‑1，幅值最高频率fi和后第2个频率fi+2对应的幅值Ai+2需小于Ai+1；(2)第一次修正，采用二次曲线插值法确定小山包峰值对应的主频频率fI及其幅值AI；2)第二次修正，采用拟合的三次多项式获得精确主频频率f及其幅值A；第二次修正的具体步骤如下：(1)确定被分析振动或压力脉动信号的分析频率间隔Δf＝fi+1‑fi；(2)定义δfi和ε，即δfi＝fI‑fi，ε＝|δfi/Δf|；(3)分三种情况精确计算振动或脉动信号的主频频率f及其幅值A；三种情况精确计算振动或脉动信号的主频频率f及其幅值A，其具体步骤如下：(3.1)如果δfi＝0，则二次曲线插值法获得的主频频率及其幅值准确，不必进行第二次修正，即f＝fI，A＝AI；(3.2)如果δfi>0，则主频频率f在fi右侧，即f>fi，将ε均代入下面公式，分别得到f右侧部分频率的拟合三次多项式y，f右侧部分频率对应幅值的拟合三次多项式z；其中，b0＝0.0535648；b1＝4.37226；b2＝‑16.1524；b3＝19.2103；c0＝0.996647；c1＝‑2.26355；c2＝6.773067；c3＝‑7.43096；将y和z分别代入下面公式，得到二次修正后振动或压力脉动信号的主频频率f及其幅值A；f＝fI+y·Δf，A＝AI/z；(3.3)如果δfi<0，则主频频率f在fi左侧，即f其中，d0＝‑0.0767339；d1＝3.74446；d2＝12.75489；d3＝14.5654；e0＝0.994020；e1＝2.13805；e2＝5.858876；e3＝5.79772；将g和h分别代入下面公式，得到二次修正后振动或压力脉动信息的主频频率f及其幅值A；f＝fI‑g·Δf，A＝AI/h。