[发明专利]一种基于图论的旋转机械振动信号监测方法及系统

权利要求书

1.一种基于图论的旋转机械振动信号监测方法，其特征在于，包括：

采集旋转机械系统运行过程中的振动信号；

加窗处理所采集的振动信号；

计算每个窗口内振动信号的功率谱；

构建每个窗口内功率谱相对应的图结构；

将当前时间窗口所对应的图结构与自定义中值图之间的权重距离，作为异常度指标；其中，权重距离为两个图结构所有相对应的加权边的权重差与相应加权边的权重最大值的比值的累加和；

对异常度指标进行假设检验，判断机械系统运行过程是否出现异常；

计算机械正常运行时所对应的正常图结构集合中，每一个图结构元素与剩余所有图结构元素的权重距离并求和，并且将集合中与剩余所有图结构的权重距离之和最小的图结构元素定义为中值图。

2.如权利要求1所述的一种基于图论的旋转机械振动信号监测方法，其特征在于，构建每个窗口内功率谱相对应的图结构的具体步骤，包括：

将每个频率采样点作为图结构节点，所有频率采样点两两之间的连线作为图结构的加权边；

计算加权边两端节点之间的功率谱幅值差作为加权边的权重。

3.如权利要求1所述的一种基于图论的旋转机械振动信号监测方法，其特征在于，依据3σ原则对异常度指标进行假设检验；

若机械系统运行发生异常则进行报警。

4.如权利要求1所述的一种基于图论的旋转机械振动信号监测方法，其特征在于，若机械正常稳定运行，则更新正常图结构集合并进行下一次窗口内振动信号的监测。

5.一种基于图论的旋转机械振动信号监测系统，其特征在于，包括：

加速度传感器，其被配置为采集旋转机械系统运行过程中的振动信号并传送至控制器；

控制器，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现以下步骤：

接收振动信号；

加窗处理振动信号；

计算每个窗口内振动信号的功率谱；

构建每个窗口内功率谱相对应的图结构；

将当前时间窗口所对应的图结构与自定义中值图之间的权重距离，作为异常度指标；其中，权重距离为两个图结构所有相对应的加权边的权重差与相应加权边的权重最大值的比值的累加和；

对异常度指标进行假设检验，判断机械系统运行过程是否出现异常；

计算机械正常运行时所对应的正常图结构集合中，每一个图结构元素与剩余所有图结构元素的权重距离并求和，并且将集合中与剩余所有图结构的权重距离之和最小的图结构元素定义为中值图。

6.如权利要求5所述的一种基于图论的旋转机械振动信号监测系统，其特征在于，所述处理器，还被配置为：

将每个频率采样点作为图结构节点，所有频率采样点两两之间的连线作为图结构的加权边；

计算加权边两端节点之间的功率谱幅值差作为加权边的权重。

7.如权利要求5所述的一种基于图论的旋转机械振动信号监测系统，其特征在于，所述处理器，还被配置为：

依据3σ原则对异常度指标进行假设检验；

或所述处理器，还被配置为：

若机械系统运行发生异常，则输出报警信号。

8.如权利要求5所述的一种基于图论的旋转机械振动信号监测系统，其特征在于，所述处理器，还被配置为：

若机械正常稳定运行，则更新正常图结构集合并进行下一次窗口内振动信号的监测。