[发明专利]一种基于信号频域特征的振动源识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于信号频域特征的振动源识别方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1.获取当前振动源在多个报警点的振动信号；

步骤2.对各振动信号进行预处理，使得各振动信号均与标准信号的尺度相同；

步骤3.根据标准信号对各所述振动信号进行能量检测，筛除能量检测结果超出第一阈值范围的振动信号，得到当前振动源的识别信号；

步骤4.根据信号频域特征获取各所述识别信号与不同工况下的标准信号的相关系数；

步骤5.若经判断得知识别信号中有敲击振动信号且该敲击振动信号的数量多于第二阈值，则将当前振动源识别为敲击振动源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

在光纤传感系统的各报警点检测到振动源时，接收各报警点发送的振动信号，其中，各报警点的设置位置不同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2-1.将当前振动信号带入预处理模型中，其中，所述预处理模型如式(1)所示：

f₂(t)＝f₁(at) (1)

其中，f₁为振动信号，f₂为标准信号，t为时间，a为当前振动信号的尺度变换系数；

步骤2-2.根据所述预处理模型对各振动信号进行预处理，使得当前振动信号与所述标准信号的尺度相同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2-2包括：

步骤2-2a.将f₂(t)和f₁(at)转换至对数坐标系；

步骤2-2b.将转换至对数坐标系的f₂(t)和f₁(at)进行傅里叶变换，以及根据傅里叶变换的时移特性，获取当前振动信号的尺度变换系数a的取值；

步骤2-2c.将当前振动信号的尺度变换系数a带入所述预处理模型，对各振动信号进行预处理，使得当前振动信号与所述标准信号的尺度相同。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2-2还包括：

步骤2-2d.若经判断得知当前振动信号的尺度变换系数a的取值在0.5<a<1.5的范围内；则对当前振动信号进行反向尺度变换。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3-1.分别获取各所述振动信号的信号能量E₁以及所述标准信号的信号能量E₂；

步骤3-2.计算得到E₁与E₂的比值B，并比较所述比值B与第一阈值范围b，其中，0.1<b<10；

若所述比值B超出第一阈值范围，则进入步骤3-3；

若所述比值B未超出第一阈值范围，则步骤3-4；

步骤3-3.筛除所述比值B超出第一阈值范围的振动信号，进入步骤3-4；

步骤3-4.将未被筛除的各振动信号确认为当前振动源的识别信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤4-1.对当前振动源的各识别信号及不同工况对应的标准信号进行快速傅里叶变换；

步骤4-2.根据信号频域特征对各识别信号及不同工况对应的标准信号进行归一化的相关系数求解，其中，频域的相关系数ρ_f:xy如式(2)所示：

式(2)中，X(ω)为识别信号的傅里叶变换结果，Y(ω)为不同工况对应的标准信号的傅里叶变换结果，其中，所述工况中包括敲击工况。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤5-1.根据当前识别信号与不同工况对应的标准信号的相关系数的取值，确定当前识别信号的工况类型；

步骤5-2.若经判断得知识别信号中有敲击振动信号且该敲击振动信号的数量多于第二阈值，则将当前振动源识别为敲击振动源。