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一种转速脉冲信号修正方法及相关组件

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


一种转速脉冲信号修正方法及相关组件

技术领域

本发明涉及脉冲信号处理领域,特别是涉及一种转速脉冲信号修正方法及相关组件。

背景技术

现有技术中在对轴承和齿轮等旋转部件进行故障检测时,需对安装于旋转部件上的振动传感器进行采样,从而根据旋转部件的振动状态进行故障检测。而若轴承和齿轮等旋转部件发生故障,其故障特征会出现周期性,也即旋转部件滚动一周后会出现相同的故障现象,因此,在对轴承和齿轮等旋转部件进行健康状态监测时,由于旋转部件的转动速度(简称转速)变化不一,如果对振动传感器的信号进行采样的采样速度单一,则不便于提取旋转部件的故障特征,需要采用转速跟踪采样的方式,即采样速度跟随旋转部件的转动速度变化而变化,旋转部件转速高时采样速度高,旋转部件转速低时采样速度低。

在这种采样方式下,需要获取到被测旋转部件的转速信号,现有技术中通常是在旋转部件上安装测速齿轮盘,测速齿轮盘和旋转部件同步旋转,转速传感器通过对测速齿轮盘的旋转情况进行检查,从而获取被测旋转部件的转速信号,再基于转速信号生成的转速脉冲信号调整对振动传感器的采样速度。但是,转速传感器对旋转部件进行转速检测时,可能存在由于测速齿轮盘与转速传感器之间的安装等原因,造成转速传感器获取的转速信号出现丢失或者受干扰的情况,进而导致转速脉冲信号出现丢脉冲或者多脉冲的现象,当转速脉冲信号丢脉冲时,采样频率降低,转速脉冲信号多脉冲时,采样频率升高,如此不便于基于转速脉冲信号准确地调整振动传感器的采样速度,更不便于准确地确定旋转部件的健康状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种转速脉冲信号修正方法及相关组件,在当前脉冲为多脉冲时通过停止输出当前脉冲,以避免因多脉冲导致采样频率误增加,在当前脉冲中为丢脉冲时,增加当前脉冲中的补充脉冲,以避免因丢脉冲导致采样频率误降低,保证在对振动传感器采样时,采样频率和待测旋转部件的转速配合调节,提高对待测旋转部件的健康状态监测的准确度。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种转速脉冲信号修正方法,包括:

判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,所述转速脉冲信号为基于待测旋转部件的转速生成的转速脉冲信号;

若否,则在所述当前脉冲为多脉冲时使所述转速脉冲信号停止输出所述当前脉冲,在所述当前脉冲中存在丢脉冲时使所述基于所述期望周期时间范围补充输出补充脉冲。

优选地,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,包括:

基于所述待测旋转部件的预设旋转参数确定所述转速脉冲信号中相邻两个脉冲的周期变化率;

基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的上一个脉冲的周期和所述周期变化率计算所述当前脉冲的所述期望周期时间范围;

判断所述当前脉冲的周期是否在所述期望周期时间范围内。

优选地,基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的上一个脉冲的周期和所述周期变化率计算所述当前脉冲的所述期望周期时间范围,包括:

基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的前两个脉冲的周期确定所述待测旋转部件为加速状态或减速状态;

若为所述加速状态,则基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的上一个脉冲的周期和所述周期变化率计算在所述加速状态下所述当前脉冲的所述期望周期时间范围;

若为所述减速状态,则基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的上一个脉冲的周期和所述周期变化率计算在所述减速状态下所述当前脉冲的所述期望周期时间范围。

优选地,基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的上一个脉冲的周期和所述周期变化率计算所述当前脉冲的所述期望周期时间范围,包括:

基于所述转速脉冲信号中所述当前脉冲的上一个脉冲的周期和所述周期变化率计算所述当前脉冲的所述期望周期时间范围的最大值和最小值;

在所述当前脉冲为多脉冲时使所述转速脉冲信号停止输出所述当前脉冲,在所述当前脉冲中存在丢脉冲时使所述基于所述期望周期时间范围补充输出补充脉冲,包括:

在所述当前脉冲的周期小于所述最小值时,确定所述当前脉冲为多脉冲,使所述转速脉冲信号停止输出所述当前脉冲;

在所述当前脉冲的周期大于所述最大值时,确定所述当前脉冲中存在丢脉冲,使所述转速脉冲信号基于所述期望周期时间范围补充输出所述补充脉冲。

优选地,在所述当前脉冲的周期小于所述最小值时,确定所述当前脉冲为多脉冲,使所述转速脉冲信号停止输出所述当前脉冲,包括:

在所述当前脉冲的周期小于所述最小值时,确定所述当前脉冲为多脉冲,并使所述转速脉冲信号在所述当前脉冲的周期内输出低电平;

在所述当前脉冲的周期大于所述最大值时,确定所述当前脉冲中存在丢脉冲,使所述转速脉冲信号基于所述期望周期时间范围补充输出所述补充脉冲,包括:

在所述当前脉冲的周期大于所述最大值时,确定所述当前脉冲中存在丢脉冲,使所述转速脉冲信号在所述当前脉冲为低电平时基于所述期望周期时间范围补充输出高电平,以输出所述补充脉冲。

优选地,在所述当前脉冲为多脉冲时使所述转速脉冲信号停止输出所述当前脉冲,在所述当前脉冲中存在丢脉冲时使所述基于所述期望周期时间范围补充输出补充脉冲之后,还包括:

基于预设分频系数和预设倍频系数对所述转速脉冲信号进行分频和倍频处理,生成采样脉冲信号;

基于所述采样脉冲信号对振动传感器进行采样。

优选地,基于预设分频系数和预设倍频系数对所述转速脉冲信号进行分频和倍频处理,生成采样脉冲信号,包括:

对所述转速脉冲信号的上升沿和下降沿进行累计,并在每次累计结果为所述预设分频系数时计数清零并输出所述转速脉冲信号的翻转电平,以输出分频后脉冲信号;

基于所述预设倍频系数对所述分频后脉冲信号进行倍频处理,生成所述采样脉冲信号。

优选地,基于所述预设倍频系数对所述分频后脉冲信号进行倍频处理,生成所述采样脉冲信号,包括:

S801:确定所述分频后脉冲信号中两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第一时钟脉冲数量;

S802:将所述第一时钟脉冲数量赋值至倍频计算数值;

S803:在识别到所述高频时钟脉冲信号的上升沿时,将所述倍频计算数值-2×所述预设倍频系数所得结果赋值至所述倍频计算数值;

S804:判断所述倍频计算数值是否小于0,若否,则返回步骤S803,若是,则进入步骤S805;

S805:输出电平翻转后的所述采样脉冲信号,并返回步骤S802。

优选地,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内之前,还包括:

将转速传感器采集的所述待测旋转部件的转速信号进行整形处理,以输出所述转速脉冲信号。

优选地,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内之前,还包括:

判断所述待测旋转部件的转速是否大于预设转速;

若是,则进入判断基于待测旋转部件的转速生成的转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内的步骤。

优选地,判断所述待测旋转部件的转速是否大于预设转速之前,还包括:

判断所述待测旋转部件是否处于复位或停止状态;

若否,则进入判断所述待测旋转部件的转速是否大于预设转速的步骤。

优选地,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,包括:

计算所述转速脉冲信号中相邻两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第二脉冲数量;

基于所述当前脉冲内的所述第二时钟脉冲数量与所述期望周期时间范围之间的大小关系确定所述当前脉冲的周期,并确定所述当前脉冲的周期是否在所述期望周期时间范围内。

优选地,计算所述转速脉冲信号中相邻两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第二时钟脉冲数量,包括:

S131:在所述高频时钟脉冲信号的上升沿触发计数器的计数值加一后判断是否识别到所述转速脉冲信号的上升沿;

S132:若否,则返回步骤S131;

S133:若是,则将所述计数器的计数值设定为所述第二时钟脉冲数量,对所述计数器的计数值清零,并返回步骤S131。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种转速脉冲信号修正系统,包括:

判断单元,用于判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,所述转速脉冲信号为基于待测旋转部件的转速生成的转速脉冲信号;

脉冲修正单元,用于若所述转速脉冲信号的当前脉冲的周期不在期望周期时间范围内,则在所述当前脉冲为多脉冲时使所述转速脉冲信号停止输出所述当前脉冲,在所述当前脉冲中存在丢脉冲时使所述基于所述期望周期时间范围补充输出补充脉冲。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种转速脉冲信号修正装置,包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上述所述转速脉冲信号修正方法的步骤。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的转速脉冲信号修正方法的步骤。

本申请提供了一种转速脉冲信号修正方法及相关组件,涉及脉冲信号处理领域。该方案中,如果转速脉冲信号的当前脉冲的周期不在期望周期时间范围内,则在当前脉冲为多脉冲时使转速脉冲信号停止输出当前脉冲,在当前脉冲中存在丢脉冲时使基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲。基于此,在当前脉冲为多脉冲时通过停止输出当前脉冲,以避免因多脉冲导致采样频率误增加,在当前脉冲中为丢脉冲时,增加当前脉冲中的补充脉冲,以避免因丢脉冲导致采样频率误降低,保证在对振动传感器采样时,采样频率和待测旋转部件的转速配合调节,提高对待测旋转部件的健康状态监测的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种转速脉冲信号修正方法的流程示意图;

图2为本发明提供的一种转速脉冲信号丢脉冲或多脉冲的示意图;

图3为本发明提供的一种转速脉冲信号修正后的示意图;

图4为本发明提供的一种转速脉冲信号修正系统的结构示意图;

图5为本发明提供的一种转速脉冲信号修正装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种转速脉冲信号修正方法及相关组件,在当前脉冲为多脉冲时通过停止输出当前脉冲,以避免因多脉冲导致采样频率误增加,在当前脉冲中为丢脉冲时,增加当前脉冲中的补充脉冲,以避免因丢脉冲导致采样频率误降低,保证在对振动传感器采样时,采样频率和待测旋转部件的转速配合调节,提高对待测旋转部件的健康状态监测的准确度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参照图1,图1为本发明提供的一种转速脉冲信号修正方法的流程示意图,该方法包括:

S11:判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,转速脉冲信号为基于待测旋转部件的转速生成的转速脉冲信号;

现有技术中在对待测旋转部件的振动传感器进行采样时,为了保证采样频率和待测旋转部件的转速对应,也即如理想情况下待测旋转部件每旋转一圈需对振动传感器采样M(M为正整数)次,待测旋转部件的转速越高,采样频率需越高,通常需要对待测旋转部件的转速进行获取,通过在待测旋转部件上安装测速齿轮盘,测速齿轮盘与待测旋转部件同步旋转,转速传感器基于测速齿轮盘的旋转生成相应的转速信号,并进一步整理为转速脉冲信号,基于转速脉冲信号确定对振动传感器的采样频率。

具体地,测速齿轮盘的齿数为N(N为正整数),当测速齿轮盘转动到接近齿根时,转速传感器输出一个电平信号(如低电平),当测速齿轮盘转动到接近齿尖时,转速传感器输出一个电平信号(如高电平),理想情况下,测速齿轮盘每转一圈,转速脉冲信号便生成N个脉冲,N个脉冲的周期与测速齿轮盘的转速相对应,如当测速齿轮盘的转速越高,对应的脉冲周期越短,测速齿轮盘的转速越低,对应的脉冲周期越长。但是,由于转速传感器与测速齿轮盘之间的距离或者角度的影响,转速脉冲信号可能会生成与测速齿轮盘实际旋转情况不同的脉冲,如多脉冲或者丢脉冲的情况,如图2所示,图2为本发明提供的一种转速脉冲信号丢脉冲或多脉冲的示意图。图2中示出,当存在干扰信号时,转速脉冲信号中可能会存在多脉冲,相对应生成的采样脉冲的频率就会增加,也即会额外采样多次,导致采样得到的数据比实际需要的数据更多,影响系统基于采样数据对待测旋转部件的健康状态监测的准确性,影响诊断输出结果。图2中还示出,当丢脉冲时,输出的采样脉冲的频率也会降低,也即会少采样多次,导致采样得到的数据比实际需要的数据少,同样会影响系统基于采样数据对待测旋转部件的健康状态监测的准确性,影响诊断输出结果。

为了解决上述技术问题,本申请中对转速脉冲信号中的各个脉冲进行修正,具体地,确定当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,如果在期望周期时间范围内,则当前脉冲为正常脉冲,可直接根据当前脉冲生成的采样脉冲对振动传感器进行采样。而若转速脉冲信号中的当前脉冲的周期不在期望周期时间范围内,则该当前脉冲可能为多脉冲,也即当前脉冲并非正常基于测速齿轮盘生成的转速脉冲信号,或者当前脉冲可能为丢脉冲,也即当前脉冲中包括一部分丢失脉冲,在当前脉冲中存在一部分未基于测速齿轮盘生成的转速脉冲信号。

S12:若否,则在当前脉冲为多脉冲时使转速脉冲信号停止输出当前脉冲,在当前脉冲中存在丢脉冲时使基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲。

若确定当前脉冲为多脉冲,则当前脉冲不输出,也即转速脉冲信号不输出当前脉冲,以避免后续生成的采样脉冲频率过大;若确定当前脉冲中存在丢脉冲,则在转速脉冲信号中输出补充脉冲,也即基于期望周期时间范围输出补充脉冲,以使当前脉冲的周期在当前脉冲对应的期望周期时间范围内,补充脉冲也在补充脉冲对应的期望周期时间范围内。

综上,本申请中在当前脉冲为多脉冲时通过停止输出当前脉冲,以避免因多脉冲导致采样频率误增加,在当前脉冲中为丢脉冲时,增加当前脉冲中的补充脉冲,以避免因丢脉冲导致采样频率误降低,保证在对振动传感器采样时,采样频率和待测旋转部件的转速配合调节,提高对待测旋转部件的健康状态监测的准确度。

在上述实施例的基础上:

作为一种优选的实施例,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,包括:

基于待测旋转部件的预设旋转参数确定转速脉冲信号中相邻两个脉冲的周期变化率;

基于转速脉冲信号中当前脉冲的上一个脉冲的周期和周期变化率计算当前脉冲的期望周期时间范围;

判断当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内。

在确定当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内时,可先基于当前脉冲的上一个脉冲确定当前脉冲对应的期望周期时间范围,从而确定当前脉冲的周期是否在当前脉冲对应的期望周期时间范围内,也即每个脉冲均可根据上一个脉冲的周期计算期望周期时间范围,从而对每个脉冲进行分别判断。

具体地,根据待测旋转部件的预设旋转参数确定转速脉冲信号中相邻两个脉冲的周期变化率,如根据被测对象的最大加速度(m/s

作为一种优选的实施例,基于转速脉冲信号中当前脉冲的上一个脉冲的周期和周期变化率计算当前脉冲的期望周期时间范围,包括:

基于转速脉冲信号中当前脉冲的前两个脉冲的周期确定待测旋转部件为加速状态或减速状态;

若为加速状态,则基于转速脉冲信号中当前脉冲的上一个脉冲的周期和周期变化率计算在加速状态下当前脉冲的期望周期时间范围;

若为减速状态,则基于转速脉冲信号中当前脉冲的上一个脉冲的周期和周期变化率计算在减速状态下当前脉冲的期望周期时间范围。

本实施例中,进一步还可以基于当前脉冲的前两个脉冲的周期确定待测旋转部件为加速状态或者减速状态,如三个脉冲,第一个脉冲、第二个脉冲和第三个脉冲,其中第三个脉冲为当前脉冲,当第二个脉冲的周期小于第一个脉冲的周期,则可以确定待测旋转部件为加速状态,此时可确定在待测旋转部件为加速状态时当前脉冲的期望周期时间范围为T1-TX≤Tn≤T1,也即待测旋转部件为加速状态时,当前脉冲的周期会减小,并不会增加,从而缩小期望周期时间范围,进一步提高转速脉冲信号的修正准确度;当第二个脉冲的周期大于第一个脉冲的周期,则可以确定待测旋转部件为减速状态,此时可确定在待测旋转部件为减速状态时当前脉冲的期望周期时间范围为T1≤Tn≤T1+TX,也即待测旋转部件为减速状态时,当前脉冲的周期会增加,并不会减小,从而缩小期望周期时间范围,进一步提高转速脉冲信号的修正准确度。但在实际应用中,为了提高兼容性,Tn的取值范围统一为T1-TX≤Tn≤T1+Tx。

作为一种优选的实施例,基于转速脉冲信号中当前脉冲的上一个脉冲的周期和周期变化率计算当前脉冲的期望周期时间范围,包括:

基于转速脉冲信号中当前脉冲的上一个脉冲的周期和周期变化率计算当前脉冲的期望周期时间范围的最大值和最小值;

在当前脉冲为多脉冲时使转速脉冲信号停止输出当前脉冲,在当前脉冲中存在丢脉冲时使基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲,包括:

在当前脉冲的周期小于最小值时,确定当前脉冲为多脉冲,使转速脉冲信号停止输出当前脉冲;

在当前脉冲的周期大于最大值时,确定当前脉冲中存在丢脉冲,使转速脉冲信号基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲。

本实施例中,在确定期望周期时间范围时,可确定其最大值和最小值,若当前脉冲的周期小于最小值,则可以确定当前脉冲的周期过于小,为多脉冲,此时可不输出当前脉冲,也即不基于当前脉冲生成采样脉冲,避免采样脉冲频率过大;若当前脉冲的周期大于最大值,则可以确定当前脉冲的周期过于大,可能当前脉冲周期中存在一部分丢失脉冲,丢失的脉冲和当前脉冲总和成为一整个脉冲,因此,需在当前脉冲中补充输出补充脉冲,以避免采样脉冲频率过小。

具体地,在当前脉冲为多脉冲时,转速脉冲信号在输出时,不输出当前脉冲,也即忽略当前脉冲;在当前脉冲中存在丢脉冲时,在输出当前脉冲时,如当前脉冲的前1/4为高电平,之后3/4周期均为低电平,则在从当前周期的上升沿开始经过期望周期时间范围的最大值后输出补充脉冲的上升沿,且补充脉冲的周期基于当前脉冲的预设周期时间范围确定,可以为期望周期时间范围的最大值或者最小值,本申请对此不作限定。请参照图3,图3为本发明提供的一种转速脉冲信号修正后的示意图。图3中示出了,转速脉冲信号中的多脉冲不输出,丢脉冲后补充输出补充脉冲之后的采样脉冲的示意图,可见采样脉冲的频率稳定,不存较大波动,保证采样的准确性。

作为一种优选的实施例,在当前脉冲的周期小于最小值时,确定当前脉冲为多脉冲,使转速脉冲信号停止输出当前脉冲,包括:

在当前脉冲的周期小于最小值时,确定当前脉冲为多脉冲,并使转速脉冲信号在当前脉冲的周期内输出低电平;

在当前脉冲的周期大于最大值时,确定当前脉冲中存在丢脉冲,使转速脉冲信号基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲,包括:

在当前脉冲的周期大于最大值时,确定当前脉冲中存在丢脉冲,使转速脉冲信号在当前脉冲为低电平时基于期望周期时间范围补充输出高电平,以输出补充脉冲。

本实施例中,以当前脉冲先输出高电平,再输出低电平为例,如图2和图3所示,在多脉冲处额外多出部分高电平信号,则该高电平信号不进行输出,在丢脉冲处,当前脉冲一直为低电平,则在该低电平出补充输出高电平,以补充输出补充脉冲。

当然,本申请中并不对实际高低电平进行限定,能够示出待测旋转部件的转速变化即可。

作为一种优选的实施例,在当前脉冲为多脉冲时使转速脉冲信号停止输出当前脉冲,在当前脉冲中存在丢脉冲时使基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲之后,还包括:

基于预设分频系数和预设倍频系数对转速脉冲信号进行分频和倍频处理,生成采样脉冲信号;

基于采样脉冲信号对振动传感器进行采样。

作为一种优选的实施例,基于预设分频系数和预设倍频系数对转速脉冲信号进行分频和倍频处理,生成采样脉冲信号,包括:

对转速脉冲信号的上升沿和下降沿进行累计,并在每次累计结果为预设分频系数时计数清零并输出转速脉冲信号的翻转电平,以输出分频后脉冲信号;

基于预设倍频系数对分频后脉冲信号进行倍频处理,生成采样脉冲信号。

作为一种优选的实施例,基于预设倍频系数对分频后脉冲信号进行倍频处理,生成采样脉冲信号,包括:

S801:确定分频后脉冲信号中两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第一时钟脉冲数量;

S802:将第一时钟脉冲数量赋值至倍频计算数值;

S803:在识别到高频时钟脉冲信号的上升沿时,将倍频计算数值-2×预设倍频系数所得结果赋值至倍频计算数值;

S804:判断倍频计算数值是否小于0,若否,则返回步骤S803,若是,则进入步骤S805;

S805:输出电平翻转后的采样脉冲信号,并返回步骤S802。

本实施例中,在对转速脉冲信号进行修正之后,还需对其进行分频和倍频处理,具体地,根据待测旋转部件每旋转一周所需采样的采样数和测速齿轮盘的齿数(也即待测旋转部件旋转一周,转速脉冲信号输出的脉冲数)确定预设分频系数和预设倍频系数,如待测旋转部件旋转一周的采样点为400,测速齿轮盘的齿数为60,则预设分频系数为3,预设倍频系数为20,也即需先将转速脉冲信号的每个脉冲进行3倍分频,再将分频后的分频脉冲信号的每个脉冲进行20倍的倍频处理,以生成采样脉冲信号,并基于采样脉冲信号对振动传感器进行采样。

需要说明的是,修复后的转速脉冲信号的波形为高电平只有单位脉冲宽度的窄脉冲,如只有1us的窄脉冲,基于窄脉冲的上升沿便可确定各个脉冲之间的分界。分频后分频脉冲信号中各个脉冲的频率为分频前转速脉冲信号中对应脉冲频率的1/3,也即修复后的转速脉冲信号中三个周期的脉冲信号在分频后的分频脉冲信号中合为一个周期;倍频后各个脉冲的频率为倍频前分频脉冲信号中对应脉冲频率的20倍,也即分频后的分频脉冲信号中三个周期的脉冲信号在倍频后被分为二十个周期,即fAD=B*fzs/N,其中fAD为采样脉冲信号的频率,B为预设倍频系数,N为预设分频系数。

还需要说明的是,在进行分频处理时,具体可按如下操作:若预设分频系数小于2,则可直接进行倍频处理,不进行分频处理;若预设分频系数不小于2,则利用高频时钟脉冲信号对转速脉冲信号的上升沿和下降沿进行累加,每累加到N,则输出电平翻转后的分频脉冲信号中,如累加到N之前分频脉冲信号为高电平,则累加到N后分频脉冲信号翻转为低电平,从而输出进行N倍分频之后的信号。

在进行倍频处理时,具体可按如下操作:利用高频时钟脉冲信号对分频后输出的分频脉冲信号中相邻两个上升沿之间进行计数,也即记录分频后输出的分频脉冲信号中相邻两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第一时钟脉冲数量,将第一时钟脉冲数量设定为T0,利用高频时钟脉冲信号对倍频计算数值进行减计数,具体地,在分频后输出信号的两个上升沿之间进行倍频计算数值的减计数计算,每次识别到高频时钟脉冲信号的上升沿时,便执行一次倍频计算数值-2×B的计算,并将计算数值重新赋值给倍频计算数值,待倍频计算数值小于0时,输出电平翻转后的采样脉冲信号,如倍频计算数值小于0之前,采样脉冲信号为高电平,则倍频技术数值小于0时采样脉冲信号电平翻转为低电平,并且倍频计算数值被重新赋值为第一时钟脉冲数量,并继续进行减计数计算,从而输出B倍倍频后的采样脉冲信号。

需要说明的是,本申请中的高频时钟脉冲信号可以但不限定为频率为100MHz的时钟信号。

作为一种优选的实施例,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内之前,还包括:

将转速传感器采集的待测旋转部件的转速信号进行整形处理,以输出转速脉冲信号。

本实施例中,考虑到转速传感器输出的转速信号并不一定为脉冲波,可能为正弦波或者余弦波等,为了便于处理器对转速信号进行处理分析,需预先将转速信号进行整形为脉冲波,也即输出转速信号对应的转速脉冲信号,以便处理器对其进行修正。

此外,由于转速传感器类型不同,转速信号的幅值和偏置电压也各不相同,为了兼容不同参数的转速传感器信号,在转速脉冲信号进入处理器之前先对转速信号进行归一化处理:即将信号统一处理成如0~3.3V的方波信号。具体地,可对转速信号依次进行隔直限幅保护处理、通过施密特触发器进行整形处理并通过电压变换进行限电保护处理,生成转速脉冲信号。

作为一种优选的实施例,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内之前,还包括:

判断待测旋转部件的转速是否大于预设转速;

若是,则进入判断基于待测旋转部件的转速生成的转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内的步骤。

本实施例中,触发转速脉冲信号进行修复的条件为待测旋转部件的转速大于预设转速,在相同的转速变化率情况下,转速越高,相邻两个转速的周期相差越小,因此,若大于预设转速,转速脉冲信号中可能会存在多脉冲或丢脉冲的现象,而若不大于预设转速,转速脉冲信号无需修复。基于此,以减低对处理器的资源占用,节省成本。

作为一种优选的实施例,判断待测旋转部件的转速是否大于预设转速之前,还包括:

判断待测旋转部件是否处于复位或停止状态;

若否,则进入判断待测旋转部件的转速是否大于预设转速的步骤。

本实施例中,在判断待测旋转部件的转速是否大于预设转速之前,还需判断待测旋转部件是否处于复位或停止状态,如果处于复位或者停止状态,则无需对待测旋转部件进行健康状态监测,从而减少处理器的资源占用。

作为一种优选的实施例,判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,包括:

计算转速脉冲信号中相邻两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第二时钟脉冲数量;

基于当前脉冲内的第二时钟脉冲数量与期望周期时间范围之间的大小关系确定当前脉冲的周期,并确定当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内。

本实施例中,在判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内时,具体是利用高频时钟脉冲信号对转速脉冲信号相邻两个上升沿之间进行计数,也即计算转速脉冲信号相邻两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第二时钟脉冲数量,也即确定当前脉冲内的时钟脉冲数量,如果待测旋转部件的转速大于预设转速,则可确定当前脉冲内的脉冲累计值是否在期望周期时间范围内,当然,此处的期望周期时间范围也相应为当前脉冲中的期望时钟脉冲数量,如果在期望周期时间范围内,则可以直接根据当前脉冲输出采样脉冲信号;若果不在期望周期时间范围内,则需确定当前脉冲的周期大于期望周期时间范围的最大值或小于期望周期时间范围的最小值,以确定当前脉冲为多脉冲或存在丢脉冲。

进一步需要说明的是,本申请中的处理器可以但不限定为FPGA。

还需要说明的是,本申请中转速脉冲信号修正和输出均为实时进行,也即转速脉冲信号生成一个当前脉冲,便对当前脉冲进行修复,并相应输出。

作为一种优选的实施例,计算转速脉冲信号中相邻两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的第二时钟脉冲数量,包括:

S131:在高频时钟脉冲信号的上升沿触发计数器的计数值加一后判断是否识别到转速脉冲信号的上升沿;

S132:若否,则返回步骤S131;

S133:若是,则将计数器的计数值设定为第二时钟脉冲数量,对计数器的计数值清零,并返回步骤S131。

本实施例中,在计算当前脉冲中的第二时钟脉冲数量时,具体是由高频时钟脉冲信号触发对计数器的计数,具体地,高频时钟脉冲信号的每个上升沿触发一次对计数器的计数值加一,因此,计数器的计数值即可为高频时钟脉冲信号的时钟脉冲数量。在对高频时钟脉冲信号的时钟脉冲数量进行计数时,判断是否识别到转速脉冲信号的上升沿,若没有识别到转速脉冲信号的上升沿,则继续对高频时钟脉冲信号的时钟脉冲数量进行计数,而在识别转速脉冲信号的上升沿时,具体可以根据高频时钟脉冲信号的上升沿触发计数器的计数值加一之后,转速脉冲信号的电平是否从低电平变为高点屏来判断,基于此,确定转速脉冲信号的两个上升沿之间的高频时钟脉冲信号的时钟脉冲数量,且在识别搭配转速脉冲信号的上升沿之后,计数器的计数值设定为转速脉冲信号的当前脉冲中的第二时钟脉冲数量,并且将计数器的计数值清零,以便进行转速脉冲信号下一脉冲中的时钟脉冲数量

当然,在对第一时钟脉冲数量进行计数时和对第二时钟脉冲数量的计数过程一致,在此不再赘述。

相应地,在对若当前脉冲中的第二时钟脉冲数量满足T1-Tx≤T≤T1+Tx,T为当前脉冲的第二时钟脉冲数量,如第二时钟脉冲数量小于T1-TX,则判断为多脉冲,转速脉冲信号在输出到当前脉冲的上升沿时保持输出低电平,也即不输出当前脉冲;如第二时钟脉冲数量大于T1+Tx,则判断丢脉冲,则转速脉冲信号在输出当前脉冲后在第二时钟脉冲数量于T1+Tx处补充输出一个补充脉冲。

需要说明的是,上述在对转速脉冲信号的丢脉冲进行补充脉冲的输出,以及对存在多脉冲时停止输出多脉冲时,为生成转速脉冲信号但还转速脉冲信号还未输出时的处理,最终输出的转速脉冲信号为对多脉冲以及丢脉冲进行处理之后的转速脉冲信号。

请参照图4,图4为本发明提供的一种转速脉冲信号修正系统的结构示意图,该系统包括:

判断单元41,用于判断转速脉冲信号的当前脉冲的周期是否在期望周期时间范围内,转速脉冲信号为基于待测旋转部件的转速生成的转速脉冲信号;

脉冲修正单元42,用于若转速脉冲信号的当前脉冲的周期不在期望周期时间范围内,则在当前脉冲为多脉冲时使转速脉冲信号停止输出当前脉冲,在当前脉冲中存在丢脉冲时使基于期望周期时间范围补充输出补充脉冲。

对于本发明提供的一种转速脉冲信号修正系统的介绍请参照上述方法实施例,本发明在此不再赘述。

请参照图5,图5为本发明提供的一种转速脉冲信号修正装置的结构示意图,该装置包括:

存储器51,用于存储计算机程序;

处理器52,用于执行计算机程序时实现如上述转速脉冲信号修正方法的步骤。

对于本发明提供的一种转速脉冲信号修正装置的介绍请参照上述方法实施例,本发明在此不再赘述。

本发明中的计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器52执行时实现如上述的转速脉冲信号修正方法的步骤。

对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例,本发明在此不再赘述。

还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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06120115933078