1.一種基于超限學(xué)習(xí)機(jī)及到達(dá)距離的周期振動信號定位方法,其特征在于包括如下步驟:
步驟1、獲取訓(xùn)練距離預(yù)測模型
1.1、基于已知準(zhǔn)確基頻和到達(dá)距離,針對任意一段數(shù)據(jù)長度為Lf的已知基頻和到達(dá)距離的周期振動信號,基于已知的準(zhǔn)確基頻進(jìn)行FBED特征向量的提取;
1.2、采集不同距離下周期振動信號并構(gòu)建相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)FBED特征向量庫;
1.3、基于標(biāo)定到達(dá)距離的FBED特征向量采用超限學(xué)習(xí)機(jī)算法訓(xùn)練距離預(yù)測模型;
步驟2、分別獲取同一時間段內(nèi)3個及以上的節(jié)點處采集得到的未知基頻與到達(dá)距離的周期振動信號Si(n),n=1,2,...,Lf,數(shù)據(jù)長度皆為Lf、采樣頻率為Fs;
步驟3、針對任一節(jié)點Pi處的周期振動信號Si(n),進(jìn)行準(zhǔn)確基頻fi的提取,其中i=1,2,3...,并基于得到的準(zhǔn)確基頻fi進(jìn)行FBED特征向量的提??;
3.1、基于常用的基頻提取算法,如自相關(guān)序列法、平均幅度差法或倒譜法進(jìn)行基頻提取獲得基頻估計值并匹配最接近的準(zhǔn)確基頻fi;
3.2、基于準(zhǔn)確基頻從周期振動信號Si(n)上提取得到FBED特征向量W;
步驟4、對任一節(jié)點Pi處周期振動信號Si(n),提取得到FBED特征向量W,利用訓(xùn)練好的ELM預(yù)測模型對特征向量W進(jìn)行距離估計,得到對應(yīng)的距離估計值di;
步驟5、計算振動源的估計坐標(biāo),具體如下:基于任意3個節(jié)點處周期振動信號Si(n),通過ELM預(yù)測模型分別得到的距離估計值,然后基于到達(dá)距離的定位法計算得到該振動源的估計坐標(biāo);
振動源估計坐標(biāo)的計算如下:
設(shè)定任意3個節(jié)點分別為P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3),且振動源的估計坐標(biāo)為(x,y),則基于到達(dá)距離的定位法的公式如下:
其中
其中,d1、d2、d3分別指代節(jié)點P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)處得到的距離估計值,而γ1、γ2為計算時的中間變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超限學(xué)習(xí)機(jī)及到達(dá)距離的周期振動信號定位方法,其特征在于:
所述的步驟1.1和步驟3.2中的FBED特征向量提取過程是相同的,其處理過程是基于某基頻ffd,提取Nb維FBED特征向量具體計算公式組如下:
1)維數(shù)Nb決定公式:
2)第i個頻帶上下限范圍[fL(i),fR(i)]計算公式:
i=1,2,...,Nb.
此外由于頻帶范圍與PSD(f)的半譜范圍可能有沖突,所以對fR(Nb)有一個修正的操作:
fR(Nb)=min[Fs/2,fR(Nb)];
3)歸一化前特征向量的計算公式:
4)FBED特征向量計算公式: