【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及振動信號提取，具體涉及一種基于emd和rdt提取自由衰減信號的方法。
技術介紹
1、在實際工程問題中，常常需要對系統的振動特征參數進行識別，通過識別出的參數了解系統結構的振動特性，這些參數也往往是進行結構故障的重要指標。一個動力系統的自由衰減信號包含系統的模態向量、阻尼率和自由衰減振動周期等表征系統動力特征的信息，是某些動力參數識別技術的原始依據，它本身或這些被識別的參數隨系統運行時間變化，可為系統故障診斷提供依據，利用自由衰減信號作系統識別或故障診斷的最大優點在于無須外部加載信息。
2、獲取自由衰減信號的方法有兩大類：
3、第一種是直接法，給系統施加外部敲擊激勵，一般為快速正弦掃描、隨機、正弦或其他適當的激勵，接著迅速撤去激勵，使得系統自由振動并予以記錄，但這種方法最大的缺點在于難以在系統運行條件下使用，限制了在線識別的難度。這種方法需使用實驗室試驗環境，通過激發系統的自由振動，測得系統自由振動響應信號進行結構振動特征參數的識別。然而，隨著應用環境復雜程度和要求的提高，在越來越多的實際應用環境中，獲取系統的自由響應信號都是非常困難的，比如實際運用受電弓的損傷檢測，若要用傳統方法獲取受電弓的自由振動信號需要先將受電弓從線路運行車輛上拆卸下來，并且在成功獲取目標信號后重新安裝回運行車輛上，極大的增加了損傷識別的復雜程度和工作量。
4、第二種是間接法，給系統施加適當的激勵，使得響應中包含有自由振動信息，并設法把它提取出來，這種方法可以在系統運行過程中進行使用，使系統的在線故障診斷成為
5、在實際工程運用過程中，最容易獲取的是系統的隨機響應信號，因為各種系統總是不可避免的受到一些外部自然激勵，從而產生隨機響應振動，比如海上鉆井平臺或者鉆井船會受到海浪和海風的激勵，建筑結構會受到風載荷的激勵，受電弓會受到來自接觸網、車體、空氣動力等多種自然激勵。若是可以利用這些自然激勵下產生的系統的隨機響應信號獲取到系統的自由振動響應信號，從而實現系統振動特征參數的識別，一定可以極大地提高結構振動特征參數識別方法的實際應用價值與前景。
6、目前廣泛采用隨機減量技術(random?decrement?technique，rdt)來解決這一問題。
7、趨勢項是存在于測試信號中的、線性變化或者緩慢變化的信號分量，該信號分量的周期往往大于信號采樣長度，不管是確定信號還是隨機信號都有可能存在趨勢項。在沖擊激振和環境試驗中容易產生趨勢項，比如采樣時沒有對采集信號進行預處理；傳感器或者采集儀器零飄，信號采集過程中造成波形的偏移；信號積分放大器沒有調零從而產生常數項，積分后產生線性趨勢項；低頻噪聲被積分放大器轉變為信號中緩慢變化的趨勢項；數據截取長度不適等等，這些情形都會導致采集信號中出現趨勢項，可以看出趨勢項的來源是復雜多樣的，要想在實測數據中完全避免趨勢項是幾乎不可能的。
8、隨機減量技術是典型的時域識別分析方法，時域識別分析方法在檢測、控制
應用極為廣泛，獲得許多科研人員的關注與應用。但這種方法同樣存在一些缺點，比如該類方法抗干擾能力很差，噪聲、趨勢項等都會嚴重影響該類方法結果的準確度。尤其是隨機減量技術，該算法的主要思想是截取多段信號后對這些截取信號計算其總體平均信號，其中信號的截取非常重要，極大的關系著計算結果的準確性。如果信號中存在強烈的趨勢項成分，截取多段信號時的截取閾值將很大程度上被趨勢項干擾，無法截取到符合算法要求的理想的信號段。
9、另外，因為環境激勵信號是隨機信號，是非穩定性樣本，同時，需要提取的近似自由衰減振動信號長度短，造成截取的信號段長度短，趨勢項的消去是很困難的。
10、現在，平均斜率法、差分法、低通濾波法、最小二乘擬合法等方法均可以被用于去除信號的趨勢項。然而，這些去除趨勢項的方法各有不足，比如：平均斜率法無法用于非線性趨勢項去除；最小二乘法需要提前選取擬合函數及其參數，函數及參數選取不當會使趨勢項去除效果大打折扣。所以現有去趨勢項方法并不能有效地用于本申請的受電弓振動信號。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于emd和rdt提取自由衰減信號的方法，從而能夠滿足用戶的使用需求。
2、為實現本專利技術的目的，本專利技術提供的技術方案如下：
3、一種基于emd和rdt提取自由衰減信號的方法，包括如下步驟：
4、步驟s1：采集原始信號，所述信號為受電弓振動信號；
5、步驟s2：利用經驗模態分解emd去除原始信號中的趨勢項得到處理后的數據，然后，結合隨機減量技術rdt，從處理后的數據中提取近似自由衰減信號。
6、與現有技術相比，本專利技術的技術優勢如下：本申請方案提供了一種能夠針對受電弓振動信號的提取自由衰減信號的方法。首先，利用經驗模態分解emd去除原始信號中的趨勢項得到處理后的數據，然后，結合隨機減量技術rdt，從處理后的數據中提取近似自由衰減信號，經過驗證，得出了本申請方案是有效的，便于在產業上推廣和使用。
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1.一種基于EMD和RDT提取自由衰減信號的方法，其特征在于，包括如下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種基于emd和rdt提取自由衰減...
【專利技術屬性】
技術研發人員：施瑩，
申請(專利權)人：天津中德應用技術大學，
類型：發明
國別省市：
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