[发明专利]一种基于非线性压缩变换的转子碰摩故障检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于非线性压缩变换的转子碰摩故障检测方法，其特征在于，所述方法通过对转子系统的振动信号进行非线性压缩变换得到所述振动信号的时频表示，结合所述时频表示计算所述振动信号的瞬时频率，进而进一步计算所述瞬时频率的震荡部分的频谱；假设f_r为所述转子系统的转频，如果所述频谱的最大谱峰位于[0.99f_r，1.01f_r]范围内且幅值超出所述转频的2％，则可判定所述转子系统存在碰摩故障；否则，判定所述转子系统不存在碰摩故障；所述非线性压缩变换包括以下步骤：

S100：计算振动信号的短时傅里叶变换：

$S_x^g(t,f)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}x\left(\mathrm{\τ}\right)g_{\mathrm{\σ}}(\mathrm{\τ}-t)e^{-i2\mathrm{\π}f\mathrm{\τ}}d\mathrm{\τ}$

上式中，为振动信号x(t)的短时傅里叶变换时频表示结果，其中t为时间变量，f为频率变量，g_σ(t)为短时傅里叶变换的参数化窗函数，σ为尺度参数，i是虚数单位；

S101：计算振动信号的导数窗短时傅里叶变换：

$S_x^{g\′}(t,f)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{+\mathrm{\∞}}x\left(\mathrm{\τ}\right)g_{\mathrm{\σ}}^{\′}(\mathrm{\τ}-t)e^{-i2\mathrm{\π}f\mathrm{\τ}}d\mathrm{\τ}$

上式中，为振动信号x(t)的导数窗短时傅里叶变换时频表示结果，g′_σ(t)为短时傅里叶变换的参数化窗函数g_σ(t)的一阶导数；

S102：得到振动信号x(t)的非线性压缩变换后的时频表示P_x(t,f)：

$P_x(t,f)=\frac{S_x^g(t,f)}{S_x^{g\′}(t,f)}.$