[发明专利]往复式机械位置序列采样和诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种往复式机械位置序列采样和诊断方法。

背景技术

往复式机械装置广泛应用在工业、医药以及汽车车辆等领域，往复式机械活塞曲柄结构起着动力中枢的作用，作为核心关键零部件其健康状况直接影响机械系统的运转性能。活塞曲柄结构由于高循环、高转速等工作环境，容易造成缸体划伤、滑动轴承故障及活塞敲缸等故障，大大降低了往复式机械工作性能的可靠性和稳定性，给国民经济带来严重损失。

目前，本领域技术人员针对往复式机械故障诊断展开一系列的研究，以发动机为代表的往复式机械在故障监测过程中，往往取其表面振动信号、噪声信号作为研究对象，由于测试的振动信号往往是十分复杂的非平稳、非线性信号，此外，本领域技术人员采用解调技术、小波技术和神经网络等对往复式机械非平稳信号进行处理。

前述研究方法在往复式机械的故障诊断中大都采用振动信号作为研究对象，但由于往复式机械的强非线性运动，按时间序列采样将导致活塞运行位置不准确、频率模糊等问题，虽然现有利用一些时频分析及智能方法，但在实现上和操作上均有一些困难，且实时性较差；目前的监测方法基本都为总体监测法，通过时域参数或频域特征进行诊断，无法确定故障位置及严重程度等细节问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种往复式机械位置序列采样及诊断方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种往复式机械位置序列采样和诊断方法，其关键在于，往复式机械位置序列采样装置包括：声发射传感器放置在缸体顶端，缸体侧壁放置N个霍尔传感器，缸体曲轴轴承固定振动加速度传感器，活塞内部嵌有固定磁极，按霍尔传感器位置确定信号位置采样域，其中N为正整数；

上述装置进行采样和诊断的步骤如下：

步骤1，在缸体侧面均布的N个霍尔传感器与内嵌在活塞内的磁极接近时产生触发序列，声发射传感器采集该霍尔传感器对应位置采样域的声发射位置序列，振动加速度传感器采集该霍尔传感器对应角位置采样域的振动位置序列，构成声发射位置序列采样矩阵集合和振动位置序列采样矩阵集合；

步骤2，根据所述声发射位置序列形成的声发射位置序列采样矩阵集合，和所述振动位置序列形成的振动位置序列采样矩阵集合，通过声发射位置序列采样矩阵集合以及振动位置序列采样矩阵集合定义联合诊断域对往复式机械健康状态做出判断。

所述的往复式机械位置序列采样和诊断方法，优选的，所述步骤1包括：

声发射传感器与振动加速度传感器采集该霍尔传感器对应位置域和角位置处的一个固定位置序列，分别记为X^ij和Y^ij，

Xij=[x1ij,x2ij,...,xpij],]]>

Yij=[y1ij,y2ij,...,ypij],]]>

其中i为位置域，1≤i≤N，j代表行程数，p为声发射传感器序列样本容量，