[发明专利]一种面向时变工况的旋转机械运行稳定性在线监测方法

权利要求书

1.一种面向时变工况的旋转机械运行稳定性在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，动态周期划分:对旋转机械运行实时状态信号进行周期划分，得到划分的实时的周期信号；

步骤2，模型计算：以最优弯曲路径为基础，计算得到结构平均模型；

所述步骤2的具体步骤为：

步骤1)选择参考周期；

步骤2)选定参考周期后，利用动态时间规整算法将其余每个周期与参考周期进行匹配，并找出每个周期与参考周期匹配的最优弯曲路径h_i(t)，对转换到平均时间域下的参考周期与原始选定的参考周期所匹配的最优弯曲路径h(t)进行计算：

步骤3)路径转换：对每个周期与参考周期匹配的最优弯曲路径进行修正，记作u_i

u_i≡h_i(h^-1(t))，

其中h^-1(t)是h(t)的反向对应关系；

步骤4)对平均结构模型进行计算，根据修正后的每个周期数据段的最优弯曲路径，将每个周期转换到一个共同的时间域，求取监测时刻t时的结构平均模型

所述步骤2)-步骤4)中，i＝1、2、3…m；m为自然数；f_i(u_i)是通过修正后匹配路径u_i的对应关系在原始第i个周期中搜索得到的平均时间域下第i个周期中的数据值，f_i(u_i)为一系列数值，对每个周期对应的f_i(u_i)相同位次的点求和后再平均得到平均结构模型

步骤3,稳定性状态判断：将计算得到的结构平均模型与当前时刻实际观测的信号进行比较，并量化稳定性指标，采用基于高斯分布统计学指标和假设检验方法来对当前时刻机械的稳定性状态做出判断。

2.如权利要求1所述的一种面向时变工况的旋转机械运行稳定性在线监测方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：

确定旋转机械的理论周期，确定第一周期数据段f₁，引入起始时间偏移量和周期长度误差，对第二周期起点和长度范围内相应的数据进行组合得到不同的数据段利用动态时间规整算法计算f₁与的匹配损耗，得到匹配损耗最小时的为所对应的第二周期数据段f₂，

重复上述步骤将到监测时刻t时所采集到的信号数据{f(t)}分割成一系列m个不等长的周期的数据段{f₁,f₂,…,f_m}，其中m为自然数。

3.如权利要求2所述的一种面向时变工况的旋转机械运行稳定性在线监测方法，其特征在于，匹配损耗的具体计算方法为，对两个周期的两段数据A＝{a₁,a₂,…,a_n}和B＝{b₁，b₂，…b_k}计算距离矩阵，所述距离矩阵的值是每对观测值(a_h，b_j)的欧式距离，距离矩阵中欧式距离最小的路径为最优弯曲路径，路径末端的积累距离为匹配损耗DTW(A，B)＝d(a_n，b_k)，

其中：

DTW表示匹配损耗算法，A、B表示两个周期的数据段，a_h、b_j代表数据段内的数据值，|a_h,b_j|为a_h与b_j的欧式距离，其中h∈{1…n}，j∈{1…k}，n、k为自然数。

4.如权利要求1所述的一种面向时变工况的旋转机械运行稳定性在线监测方法，其特征在于，所述步骤1)的具体步骤为：

步骤a：选取任意周期作为临时参考周期；

步骤b：通过动态时间规整算法将其余的每个周期与选取的临时参考周期进行匹配并计算匹配损耗，将计算得到的匹配损耗求和来表示选取的临时参考周期的总消耗；

步骤c：选取总消耗最大的对应的临时参考周期为最终选定的参考周期。