郭俊锋， 施建旭， 魏兴春， 雷春丽

(兰州理工大学 机电工程学院， 兰州 730050)

一种机械振动信号的结构化随机测量矩阵构造方法

郭俊锋， 施建旭， 魏兴春， 雷春丽

(兰州理工大学 机电工程学院， 兰州 730050)

针对压缩采集在机械振动信号采集的过程中，现有随机测量矩阵不易硬件实现、确定性测量矩阵重构误差较大的问题。将高斯序列的优点和循环原理的优点相结合，提出一种高斯分布循环测量矩阵，其是一种结构化随机测量矩阵。高斯分布循环测量矩阵的第一行元素由服从高斯分布的序列生成，通过循环移位生成剩余的所有行向量；随机取出除第一行的其他所有行的部分元素，每个元素再乘不同的随机数或者同一个随机数，并放回原位置；基于高斯分布循环测量矩阵得到的机械振动信号压缩测量值采用正交匹配追踪算法对原始振动信号进行重构。高斯分布循环测量矩阵的所有元素的随机性可以满足测量矩阵对随机性的要求，循环原理的内在确定性又可满足测量矩阵硬件实现的要求。仿真表明：高斯分布循环测量矩阵的感知性能略优于与高斯矩阵的性能，整体上基本相当。

振动信号；压缩采集；高斯序列；循环原理；结构化随机测量矩阵

机械振动信号传递与承载着机械设备工作过程中所蕴含的大量信息，检测并提取振动过程中的有用信息，从而能够更加深入地了解机械设备工作过程中的内在机理和特征，为更好的开发利用机械设备提供理论和技术支撑。……