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申请/专利权人：桂林电子科技大学

摘要：本发明涉及齿轮故障诊断技术领域，具体涉及一种听觉相干分析的齿轮故障声信号特征提取方法。本发明首先对采集到的齿轮运行的声音信号按照ISO532‑1：2017标准计算时变特征响度；接着计算各子频带在时间上对应的响度和；然后计算时变特征响度各子频带之间的互相关系数；将互相关系数大于a的子频带视为一个频带块，选取出其中响度和最大的子频带设为该频带块的标志子频带；再对选取出的所有标志子频带按照响度和大小排序，选取出能量最大的b个子频带对应的频带号，这b个频带号即为采集的一个声音信号的特征向量。本发明通过计算各子频带间的互相关性及按照子频带的响度和大小排序，提取出能够更大程度反映人耳听觉的、更具有区分度的特征，从而可有效提高齿轮故障诊断的诊断精度。

主权项：1.一种听觉相干分析的齿轮故障声信号特征提取方法，其特征提取包括以下步骤：步骤S1：使用传声器采集齿轮运行的声音信号，设传声器的采样频率为fs，单位为Hz；声音信号时长为T，单位为s；按照ISO532-1：2017标准对声音信号计算时变特征响度vn,zi，其中n是指将信号时长T按照2ms为分度划分的点数，表示向下取整；将24个临界频带Bark按照0.1Bark为分度划分为240个子频带，i即为对应的频带号，i＝1,2,…,240；zi为心理声学的240个临界频带Bark的频率尺度。步骤S2：计算时变特征响度vn,zi各频带在时间上对应的响度和Nzi。其计算公式如下所示： 步骤S3：把起始子频带设置为1。步骤S4：依次计算起始子频带与后续子频带的互相关系数，直到互相关系数小于a或不存在后续子频带时停止，记其停止时对应子频带的前一个子频带为中止子频带，若停止时不存在后续子频带且互相关系数大于a，则记中止子频带为第二百四十个子频带。其互相关系数计算公式如下所示： 其中covvn,zi,vn,zj代表vn,zi和vn,zj的协方差，协方差的公式为代表vn,zi的标准差，代表vn,zj的标准差，标准差的公式为步骤S5：将起始子频带至中止子频带之间的所有子频带看做一个频带块，对频带块中的子频带按照响度和大小排序，选取出其中响度和最大的子频带设为该频带块的标志子频带。步骤S6：在对子频带进行迭代处理的过程中，若中止子频带的后续子频带存在，则将中止子频带的后一个子频带标记为新的起始子频带，并检测其频带号，若频带号为240则把该起始子频带设为最后一个标志子频带并进行下一步计算，否则返回执行步骤S4以继续迭代计算；若中止子频带的后续子频带不存在，直接进行下一步计算。步骤S7：把选取出的所有标志子频带再按响度和排序，选取出响度和最大的b个子频带，其对应的频带号的集合即为采集的一个声音信号的特征向量。

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