[发明专利]一种基于筒体表面多点振动信号的磨机负荷检测方法

权利要求书

1.一种基于筒体表面多点振动信号的磨机负荷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在筒式钢球磨机轴承和筒体表面安装若干振动传感器，采集筒式钢球磨机轴承和筒体表面不同区域的振动信号；

2)基于一种改进的自适应变步长的最小均方滤波算法对获取的振动数据流进行自适应滤波，获得特征振动信号；

所述的改进的自适应变步长的最小均方滤波算法对获取的振动数据流进行自适应滤波，其规则如下：

X_i(n)代表第i个传感器的自适应滤波器n时刻的输入信号，W_i(n)代表第i个传感器的自适应滤波器n时刻的抽头权向量，y_i(n)代表第i个传感器的自适应滤波器n时刻的输出信号，d_i(n)代表第i个传感器的自适应滤波器n时刻的期望信号，通过期望信号与输出信号之差e′_i(n)来调节自适应滤波器的抽头向量W_i(n)，使下一时刻的输出y_i(n+1)更接近期望信号：

X_i(n)＝[x_i(n),x_i(n-1),…,x_i(n-P+1)]^T(i＝1,2,…,5)

W_i(n)＝[w_i(n),w_i(n-1),…,w_i(n-P+1)]^T(i＝1,2,…,5)

其中，延迟单元个数P表示滤波器的阶数；

y_i(n)＝W_i^T(n)×X_i(n)

e′_i(n)＝d_i(n)-y_i(n)＝d_i(n)-W_i^T(n)X_i(n)

W_i(n+1)＝W_i(n)+2μ_i(n)e′_i(n)X_i(n)

其中，μ_i(n)为第i个传感器的自适应滤波器的步长因子：

其中，自适应步长参数β_i(n)＝(1-λ)β_i(n-1)+λ[e′_i(n)-e′_i(n-1)]，

3)对特征振动信号进行快速傅立叶变换，得到对应的频域信号，并基于能量谱对获取的频域振动信号进行特征频段选取，再对特征频段内的各频率点能量进行自适应加权算法，从而实现频域振动信号在特征频段的特征信息提取；

4)对筒式钢球磨机各段的振动特征信息，首先基于误差项加权算法建立加权的最小二乘支持向量机鲁棒性算法，再基于密度加权的稀疏化算法建立约简加权的最小二乘支持向量机软测量模型，并得到各振动信号的磨机负荷预测值；

5)对各段磨机负荷预测值基于加权因子动态调整的策略进行数据融合，获得筒式钢球磨机负荷软测量值。

2.根据权利要求1所述的一种基于筒体表面多点振动信号的磨机负荷检测方法，其特征在于，所述的振动传感器分别为安装在磨机出入口的轴承套上的Vib_z1和Vib_z2，以及安装在距离磨机入口处1/4、1/2、3/4筒体表面上的Vib_t1，Vib_t2和Vib_t3，且Vib_t1、Vib_t2和Vib_t3在筒体截面上的夹角均为120度。

3.根据权利要求1所述的一种基于筒体表面多点振动信号的磨机负荷检测方法，其特征在于，所述的振动传感器的触发方式为接近开关触发，并同时采集数据，然后经MSP单片机处理后通过nRF401无线通讯模块传入PC端。