[发明专利]一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法

摘要

本发明涉及发动机转速测量方法。一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法，该方法包括以下的步骤：第一步、将4个音频传感器吸附在汽车大梁上不同位置，以采样率fs进行同步采样，利用多传感器互相关算法提高信噪比；第二步、构造三角形汉明混合卷积窗；第三步、找出序列SFFT(i)中的最大峰值对应的谱线；第四步、应用插值法，找出幅值最大谱线i1相邻的3条谱线；应用公式求出精确转速。本发明克服了传统转速测量方法复杂和繁琐的缺点，在保证精度的前提下，提高了测量的时效性以及操作的简便性。

主权项

1.一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：第一步、将4个音频传感器吸附在汽车大梁上不同位置，以采样率fs进行同步采样，采样点数N＝1024，记为x0，x1，x2，x3；利用多传感器互相关算法提高信噪比：求得提高信噪比后的信号序列S(n)，此时信号序列长度为4N‑3，补零使信号长度变为4N；第二步、构造三角形汉明混合卷积窗，采用长度为N的梯形窗wTri(m)和长度为N的wHm(m)进行一阶混合卷积运算得到一阶梯形汉宁混合卷积窗w(n)，其公式如下：补零使得窗长度为4N，其中，wTri(m)表示时域长度为N的离散三角形窗函数；wHm(m)表示时域长度为N的离散汉明窗函数，如下所示：根据自相关和傅里叶变换公式：运用窗函数对S(n)加权，自相关运算后进行傅里叶变换可得：第三步、找出序列S_FFT(i)中的最大峰值对应的谱线，由于fs＝N，所以谱线的序号对应的就是频率，根据转速rpm与频率的关系rpm＝Y(f)，Y(f)表示以频率f为变量的线性方程，判断转速是否处于合理范围，根据窗函数的能量谱对幅值进行校正：取x(t)＝1，w(t)为窗函数的连续时域表达式，求出窗函数的能量恢复系数，由于转速对应的能量谱幅值呈线性相关，即C为常数，与机械结构相关，其中f_i为谱线i所对应的频率；将所有峰值谱线代入中，取结果与C偏差最小的峰值谱线，记为i₁；第四步、应用插值法，找出幅值最大谱线i1相邻的3条谱线记为i2，i3，i4根据序列SFFT(i)得出i1，i2，i3，i4对应的幅值，记为y1，y2，y3，y4：y1＝SFFT(i1)   (8)y2＝SFFT(i2)   (9)y3＝SFFT(i3)   (10)y4＝SFFT(i4)   (11)假设峰值谱线参数α，β，如下所示r＝2|W(2π(‑α‑0.5)/N)|+|W(2π(‑α‑1.5)/N)|   (12)s＝2|W(2π(‑α+0.5)/N)|+|W(2π(‑α+1.5)/N)|   (13)由上述公式可得：应用多项式逼近法求得α，应用公式求出精确转速，重复上述计算，即可求出1到100秒对应的瞬时转速，实际测得这100秒的转速是从3000转左右减少到800转，至此完成测量。