波形频率计算方法与流程

本发明涉及波形频率计算方法,属于工业控制技术领域。

背景技术：

目前，随着工业化与信息化进程的不断交叉融合，越来越多的信息技术应用到了工业领域。与此同时，由于工业控制系统广泛采用通用软硬件和网络设施以及与企业管理信息系统的集成，导致工业控制系统越来越开放，并且与企业内网及互联网产生了数据交换。所以针对工业控制设备要开启工控漏洞挖掘，即针对工业控制设备对工控协议实现进行漏洞挖掘，在测试过程中，需要针对设备的多个输出进行监视，其中模拟输入AI监视器是重要的监视器之一，用来监视设备的模拟输出AO波形频率。

公开号为CN107391895A的专利申请公开了一种基于转移矩阵的轴对称热声谐振管频率计算方法，包括步骤：S1、根据谐振管内的声压和体积流率的一阶声学近似，得到描述谐振管内流动的动量方程和连续性方程；S2、通过转移矩阵表示动量方程和连续性方程的解；S3、利用谐振管两端速度边界条件得到关于左端声压的线性方程；S4、利用所得到的线性方程有非0解的充要条件，得到关于频率ω的非线性方程；S5、求关于谐振频率ω的非线性复方程的正根，得到谐振管的特征频率。

公开号为CN107194064A的专利申请公开了一种变压器绕组固有频率计算方法，在ANSYS中建立变压器绕组的二维轴对称模型；计算变压器绕组结构的等效密度、等效弹性模量，在ANSYS中定义并分配材料属性参数。划分网格结构，控制网格形状，并避免出现畸变。设置绕组位移约束条件，分别对压板的上边界和托板的下边界施加全位移约束。对模型进行模态分析，输出计算结果。修改垫块层、端圈和端绝缘的等效弹性模量，等效不同预紧力的作用效果。

传统的频率计算方法不能针对于波形的变化进行自适应从而导致了波形的变化对频率的计算产生很大的干扰且不能正确计算。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的波形频率计算方法，本发明所述方法能够根据波形的变化自动调整计算参数并自适应地计算出波形的频率。

本发明所述方法包括以下步骤：

步骤1、中心线的确定，首先存储一段波形数据，波形数据的量大于等于波形一个周期。

步骤2、在步骤1中存储的数据中寻找一个极大值Max和一个极小值Min，具体步骤如下：

步骤2.1、给极大值Max赋于的采样值达到最小值。

步骤2.2、同时给极小值Min赋于一个采样值达到的最大值。

步骤2.3、通过把极大值Max和极小值Min值和采样值进行比较，当采样值大于极大值Max，极大值Max就用当前采样值代替，同理当采样值小于极小值Min，则极小值Min用当前采样值代替，通过比较后能够得到真实的极大值Max值和极小值Min值。

步骤3、把中心线Mline的值设置为Mline＝(Max+Min)/2。

步骤4、当当前波形的值小于Mline，则当波形的值大于等于中心线Mline的值时开始寻找极大值Max，并在波形的值小于中心线Mline的值时确定极大值Max，当超过一个波形周期没有找到极大值Max，则返回步骤1。

步骤5、当波形的值大于Mline，则当波形的值小于等于中心线Mline的值时开始寻找极小值Min，并在波形的值大于等于中心线Mline的值时确定极小值Min，当超过一个波形周期没有找到极大值Max，则返回步骤1。

步骤6、对中心线Mline的值进行重新修正，即Mline＝(Max+Min)/2。

步骤7、通过采样频率和极大值Max到极小值Min之间存在的采样点进行采样频率计算，设定采样频率为M，采样点为N，波形频率为F，频率计算公式如下：

波形频率F＝N/M。

步骤8、返回到步骤4。

本发明所述方法的优点是：能够根据波形的变化自动调整计算参数，并自适应地计算出波形的频率，当波形出现飘移则中线值会在下一个波形周期结束后得到修正，而且能够自动屏蔽干扰，当干扰波的幅度在没有越过中线值的情况下能够被算法过滤掉。

附图说明

图1是本发明所述方法的寻找极大值示意图；

图2是本发明所述方法的寻找极小值示意图；

图3是本发明所述方法的漂移后重新计算中值点初值示意图；

图4是本发明所述方法的干扰点屏蔽示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本发明所述方法包括以下步骤：

步骤1、中心线的确定，首先存储一段波形数据，波形数据的量大于等于波形一个周期。

步骤2、在步骤1中存储的数据中寻找一个极大值Max和一个极小值Min，具体步骤如下：

步骤2.1、给极大值Max赋于的采样值达到最小值。

步骤2.2、同时给极小值Min赋于一个采样值达到的最大值。

步骤2.3、通过把极大值Max和极小值Min值和采样值进行比较，当采样值大于极大值Max，极大值Max就用当前采样值代替，同理当采样值小于极小值Min，则极小值Min用当前采样值代替，通过比较后能够得到真实的极大值Max值和极小值Min值。

步骤3、把中心线Mline的值设置为Mline＝(Max+Min)/2。

步骤4、当当前波形的值小于Mline，则当波形的值大于等于中心线Mline的值时开始寻找极大值Max，并在波形的值小于中心线Mline的值时确定极大值Max，当超过一个波形周期没有找到极大值Max，则返回步骤1。

步骤5、当波形的值大于Mline，则当波形的值小于等于中心线Mline的值时开始寻找极小值Min，并在波形的值大于等于中心线Mline的值时确定极小值Min，当超过一个波形周期没有找到极大值Max，则返回步骤1。

步骤6、对中心线Mline的值进行重新修正，即Mline＝(Max+Min)/2。

步骤7、通过采样频率和极大值Max到极小值Min之间存在的采样点进行采样频率计算，设定采样频率为M，采样点为N，波形频率为F，频率计算公式如下：

波形频率F＝N/M。

步骤8、返回到步骤4。

如图3所示：采样数据出现飘逸，当过了漂移点后，算法会在一个周期内找不到极小值，但是在接下来的一个周期内恢复。

如图4所示：采样数据出现干扰，由于干扰点的极值没有超过中值，所以干扰被自动屏蔽

采样(sampling)也称取样，指把时间域或空间域的连续量转化成离散量的过程。也指把模拟音频转成数字音频的过程。

每秒钟的采样样本数称为采样频率。采样位数是采集卡处理声音的解析度，采样是将时间上、幅值上都连续的模拟信号在采样脉冲的作用下，转换成时间上离散即时间上有固定间隔但幅值上仍连续的离散模拟信号，所以采样又称为波形的离散化过程。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。