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专利号: 2020102565755
申请人: 西安建筑科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种旋转机械拍振故障检测与诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)选择故障响应敏感测点处的转子轴振动位移信号x(t)为分析对象,并对信号x(t)进行双边延拓预处理;

2)利用VMD(Variational Mode Decomposition)方法对步骤1)双边延拓预处理后的信号x(t)进行分解,获取与信号x(t)对应的多个本征模式函数uk(t)及其中心频率fk,k=1,

2,....,N,N表示本征模式函数的数量;

3)从步骤2)的多个本征模式函数uk(t)中选择中心频率与转子工频ω最为接近的一个本征模式函数,标记为uj(t);观察uj(t)的波形特点,如果其波形包络幅值存在周期性的变化规律,且变化周期Tb≥4/ω,则判定uj(t)为拍振信号,继续执行步骤4);否则,则判定uj(t)不是拍振信号,拍振检测过程结束;

4)对拍振信号uj(t)进行频谱分析,计算其频谱的频率分辨率Δf,判断uj(t)的波形包络幅值变化频率ωb与Δf的关系;如果ωb≥4Δf,则uj(t)的频谱图能表达拍振故障特征频率ωf,诊断结束;否则,由于频率分辨率过低,导致拍振故障特征频率ωf无法被有效识别,需要继续执行步骤5);

5)对拍振信号uj(t)进行Hilbert变换,得到相应的解析信号,然后求得其Hilbert解调谱、瞬时频率谱;依据拍振信号uj(t)的Hilbert解调谱、瞬时频率谱特点,分析拍振故障特征频率ωf与工频ω的关系,以获得ωf的准确值。

2.根据权利要求1所述的一种旋转机械拍振故障检测与诊断方法,其特征在于:所述的步骤1)中转子轴振动位移信号的测量方式为非接触式测量,信号的延拓预处理采用支持向量机方法。

3.根据权利要求1所述的一种旋转机械拍振故障检测与诊断方法,其特征在于:所述的步骤5)中拍振信号uj(t)的Hilbert解调谱中主导分量对应的频率为其波形包络幅值变化的频率ωb,该频率为拍振信号uj(t)中两个组成分量的频率差,即ωb=|ω-ωf|;uj(t)的瞬时频率呈现周期性变化,在工频分量为主导分量的条件下,如果uj(t)的瞬时频率最大值出现在拍谷处、最小值出现在拍峰处,则拍振故障特征频率ωf<ω;如果uj(t)的瞬时频率的最大值出现在拍峰处、最小值出现在拍谷处,则拍振故障特征频率ωf>ω;上述拍振信号uj(t)的Hilbert解调谱及瞬时频率变化的特点,为确定拍振故障特征频率提供判断依据。