[发明专利]一种基于多观测器似然率检测方法的往复运动信号提取方法

摘要

本发明公开了一种基于多观测器似然率检测方法的往复运动信号提取方法，属于旋转机械状态监测技术领域。本发明采用多观测器似然率检测方法，不需要安装键相器，只需对测试信号进行分析就能找出与实际往复一致的信号周期，并将往复运动信号提取出来。本方法已在工业机器人上进行过实验，实验表明本方法具有很高的精度和稳定性，能准确对机器人的往复运动进行检测。

主权项

1.一种基于多观测器似然率检测方法的往复运动信号提取方法，其特征在于：所述方法步骤如下：Step1、将测试信号分为M个分帧，对其中一个信号分帧x^l属于往复运动信号或噪声进行二元假设：式中S^l、N、X^l分别是信号分帧x^l包含的动作信号的离散傅里叶变换系数向量、噪声的离散傅里叶变换系数向量、信号分帧x^l的离散傅里叶变换系数向量，长度均为L，三个系数向量中第k+1个元素分别是N_k和l＝1,2,3...M；k＝0,1,2...L‑1；Step2、对信号分帧x^l进行离散傅里叶变换，得到X^l，以及X^l的k个元素；取能量最低信号分帧作为噪声，对其进行离散傅里叶变换，得到N，以及N的k个元素，并计算出N的第k+1个元素N_k的方差λ_N(k)；Step3、假设属于噪声，其条件概率密度函数表示为：假设属于往复运动信号，其条件概率密度函数表示为：将和用于表示的似然率：式中：是的方差，Step4、根据噪声和动作信号的叠加关系，得到的最大似然估计为用取代公式中的得到：Step5、基于的似然率得到信号分帧x^l各个频段上似然率的几何平均值并定义判别信号分帧x^l属于噪声或往复运动信号的规则为：通过引入与分帧x^l相邻的2m个分帧{x^l‑m,...x^l,...,x^l+m}来改善判别的质量，得到包含多个分帧的多观测器似然率检测方法的判别函数：式中：η为判别阈值，l代表当前正在分析的信号分帧序号；Step6、将最优判别阈值带入判别函数根据判别函数将信号的每个分帧分类为往复运动信号和噪声，将属于往复运动信号的分帧提取出来，即从测试信号中提取出了往复运动信号。