[发明专利]一种基于复局部均值分解的转子碰摩故障特征提取方法

权利要求书

1.一种基于复局部均值分解的转子碰摩故障特征提取方法，其特征在于，该提取方法包括以下步骤：

1)采集转子外表面同一截面水平方向上的振动信号x和垂直方向上的振动信号y，将振动信号x、y组成一个复数信号z，z＝x+jy；

2)利用复局部均值分解将构成的复数信号z分成系列复乘积函数之和；

3)将得到的复乘积函数按能量从高到低的顺序依次排列，将其中的调幅函数组成一个复包络信号；

4)将得到的复包络信号进行复数傅立叶变换，对复数傅立叶变换后的实部和虚部进行融合以得到相应的全矢包络谱；

5)根据得到的全矢包络谱中的谱线特征提取转子故障特征。

2.根据权利要求1所述的基于复局部均值分解的转子碰摩故障特征提取方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：

a).将复数信号z(t)分别投影到0方向和π/2方向，

p₀(t)＝Re(e^-j0·z(t))

p_π/2(t)＝Re(e^-jπ/2·z(t))；

b).利用局部均值方法分别计算p₀(t)和p_π/2(t)的局部均值函数和局部包络估计函数；

c).根据步骤b)中得到的p₀(t)和p_π/2(t)的局部均值函数计算复信号的局部均值函数m_i,k(t)，

m_i,k(t)＝e^-j0·m_0(i,k)(t)+e^-jπ/2·m_(π/2)(i,k)(t)

其中m_0(i,k)(t)为p₀(t)的局部均值函数，m_(π/2)(i,k)(t)为p_π/2(t)的局部均值函数，i为PF分量的个数，k是迭代次数；

d)将得到的复局部均值函数m_i,k(t)从原始复信号z(t)中进行分离，得到

H_i,k(t)＝z(t)-m_i,k(t)；

e)根据p₀(t)和p_π/₂(t)的局部包络估计函数分别计算p₀(t)和p_π/2(t)的纯调频信号，

s0(i,k)(t)Re(e-j0·Hi,k(t))a0(i,k)(t)]]>

s(π/2)(i,k)(t)Re(e-jπ/2·Hi,k(t))a(π/2)(i,k)(t)]]>

其中s_0(i,k)(t)为p₀(t)的纯调频信号，s_(π/2)(i,k)(t)为p_π/2(t)的纯调频信号；

f)将迭代过程中产生的所有平滑包络估计函数相乘，分别得到复信号的实部和虚部的包络信号为：

a0(i)(t)=a0(i,1)(t)·a0(i,2)(t)·...·a0(i,l)(t)=Πq=1la0(i,q)(t)]]>

aπ/2(i)(t)=a(π/2)(i,1)(t)·a(π/2)(i,2)(t)·...·a(π/2)(i,l)(t)=Πq=1la(π/2)(i,q)(t)]]>

其中l为直到a_0(i,k)(t)和a_(π/2)(i,k)(t)均为1时的最大迭代次数；

g)根据得到复信号的纯调频信号和包络信号计算其复PF分量，

c_PFi(t)＝a_0(i)(t)·s_0(i,l)(t)·e^j0+a_π/2(i)(t)·s_(π/2)(i,l)(t)·e^j·π/2；

h)将所有复数乘积函数和最终的残留信号相加得到信号的复数局部均值分解的完整的表达为：

z(t)=Σi=1kcPFi(t)+u(t)]]>

其中u_i(t)＝z(t)-c_PFi(t)，为残留信号。