恭喜南京航空航天大學王體春獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜南京航空航天大學申請的專利一種基于自適應稀疏表示的齒輪振動信號壓縮感知方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119363127B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-25發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411907512.6,技術領域涉及:H03M7/30;該發明授權一種基于自適應稀疏表示的齒輪振動信號壓縮感知方法是由王體春;夏天;靳廣虎;劉新華設計研發完成,并于2024-12-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于自適應稀疏表示的齒輪振動信號壓縮感知方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于自適應稀疏表示的齒輪振動信號壓縮感知方法,具體涉及信號處理和機械故障診斷技術領域,首先利用多通道振動傳感器采集齒輪振動信號,進行預處理以獲得高質量信號;然后,采用改進的K?SVD算法構建自適應稀疏字典,提高信號的稀疏表示能力;接著,設計滿足限制等距性質(RIP)的優化測量矩陣,包括加權隨機Toeplitz矩陣和循環矩陣的組合,實現高效的壓縮采樣;在信號重建階段,引入正則化項并采用改進的正交匹配追蹤(OMP)算法,提高重建精度和抗噪性能。該方法顯著提高了信號重建精度和處理效率,適用于實時監測和故障診斷領域。
本發明授權一種基于自適應稀疏表示的齒輪振動信號壓縮感知方法在權利要求書中公布了:1.一種基于自適應稀疏表示的齒輪振動信號壓縮感知方法,包括以下步驟:(1)數據采集與預處理:1.1)使用多通道振動傳感器采集齒輪振動信號,得到原始信號集合;1.2)對原始信號進行去除直流分量、歸一化和降噪處理,得到預處理后的信號集合;其特征在于:(2)自適應稀疏字典學習:2.1)采用改進的K-SVD算法對預處理信號進行字典學習,構建自適應稀疏字典和稀疏系數矩陣,以提高信號的稀疏表示能力;(3)優化測量矩陣設計:3.1)構建加權隨機Toeplitz矩陣和循環矩陣的組合測量矩陣;(4)壓縮采樣:4.1)對每個通道的預處理信號進行壓縮采樣,得到壓縮測量值;其中,為第個通道的壓縮測量值;(5)信號重建:5.1)采用改進的OMP算法,利用測量值、測量矩陣和自適應稀疏字典,求解稀疏系數,重建信號,并引入正則化項和自適應閾值,以提高重建精度和抗噪性能;改進的OMP算法具體步驟如下:5.1)初始化:5.1.1)殘差;5.1.2)支撐集;5.1.3)迭代次數;5.2)迭代過程:5.2.1)原子選擇:,其中為的第列,表示第k次迭代中選擇的原子,即字典矩陣的第列;表示字典矩陣的第j向量;表示第k次迭代的殘差向量;表示第j列原子向量與殘差向量的內積;表示第j列與納茲向量的范數,即向量的歐幾里得長度;表示取得目標函數最大的j值;5.2.2)支撐集S更新:;5.2.3)稀疏系數計算:求解以下優化問題:,其中,當前的觀測信號,即測量值,是經過測量矩陣壓縮后的信號;表示信號重構誤差,即觀測信號和通過字典重建信號之間的誤差平方;表示稀疏系數的范數;為自適應稀疏字典中對應支撐集的列子集,表示正則化參數;5.2.4)殘差更新:,其中,第k+1次迭代的殘差,表示當前信號重構的未解釋部分;表示迭代中得到的重構信號;5.2.5)終止條件:如果或,則停止迭代;其中,表示殘差的范數,表示當前迭代中殘差的大小;是預設的殘差容忍閾值,表示迭代可以接受的最小誤差;表示最大迭代次數;5.1)輸出:重建信號:,其中,表示重構后信號,表示最優稀疏系數;(6)結果輸出:6.1)輸出重建后的信號集合,用于后續分析和處理,重建信號應用于頻譜分析、特征提取和故障診斷。
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