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申请/专利权人：安徽工业大学

摘要：本发明公开了一种基于STFT周期性能量峰的船舶螺旋桨转速预报方法，涉及船舶航速识别技术领域。本发明的步骤为：步骤一：将螺旋桨噪声信号进行STFT变换，通过比较分析时频谱图中特征量来确定窗函数和窗口长度；步骤二：利用步骤一的窗函数及其长度参数，对螺旋桨噪声信号进行STFT变换，获得时频谱图信息；步骤三：提取螺旋桨噪声信号的时频特征，并且统计时频图出现的周期性能量峰的时间节点；步骤四：根据所获得的能量峰时间节点，采用差值平均值法求得周期时间，并与螺旋桨转速进行相关性分析。本发明利用STFT谱图的能量峰特征来预报螺旋桨的转速，是研究螺旋桨噪声特征的一种新思路，对船舶航速识别技术有重要的指向性价值。

主权项：1.一种基于STFT周期性能量峰的船舶螺旋桨转速预报方法，其特征在于，其步骤为：步骤一、采用矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗、高斯窗以及布莱克曼窗六种窗函数，对螺旋桨噪声信号进行STFT处理，选择特征最明显的函数作为后续分析的窗函数；并且比较窗口长度分别为128、256、512、1024的时频谱图，来确定窗函数和最优窗口长度L；步骤二、利用步骤一所得窗函数及窗口长度参数，对螺旋桨噪声信号进行STFT处理，获得时频谱图信息；具体过程为：窗口长度为L时，三角窗的系数wn如下， 对噪声信号xt加窗处理：yt＝xt·wt-τ0其中wt-τ0是中心位置在t＝τ0处的窗函数；对加窗信号yt进行傅里叶变换： 其中，STFTω,τ就是噪声信号进行STFT处理后的结果；步骤三、提取螺旋桨噪声信号的时频特征，并且统计时频图出现的周期性能量峰的时间节点；具体过程为：1重复步骤二，获得至少三种转速情况下螺旋桨噪声信号的STFT时频图；2提取时频谱图中以时间为变量的周期性能量峰，并统计各能量峰对应的时间点；步骤四、利用步骤三中所获得的能量峰时间节点，采用差值平均值法求得周期时间，并与螺旋桨转速进行相关性分析；建立平均周期时间与螺旋桨转速的相关关系，利用该相关关系进行螺旋桨转速预报；具体过程为：将一个周期能量峰的时间与其对应的转速相乘，得到螺旋桨转速n与能量峰周期时间T的关系：n×T＝13将时频谱图中与0s最近的一条能量峰作为第一个时间点的能量峰，依次选取9个时间点的能量峰，每两个能量峰之间的时间之差为一个周期，依次求得9个能量峰的周期时间，利用差值平均值求得最终的平均周期时间T： 其中，m为总能量峰数，t为能量峰时间节点；将得到的平均周期时间与螺旋桨转速建立一一映射关系，通过螺旋桨噪声信号的STFT来预报船舶螺旋桨的转速。

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