[发明专利]一种振动数据电磁干扰的异常检测方法

权利要求书

1.一种振动数据电磁干扰的异常检测方法，其特征在于，包括振动数据低频段受电源频率及其谐波干扰的异常检测和振动数据高频段受电磁干扰的异常检测；

其中，振动数据低频段受电源频率及其谐波干扰的异常检测包括以下步骤：

(1.1)计算原始振动数据的FFT频谱；

(1.2)判断FFT频谱中在电源频率的前n次谐波对应的频率点处是否存在明显的谱线；

其中，振动数据高频段受电磁干扰的异常检测包括以下步骤：

(2.1)设定带通滤波器滤波带宽B，对原始振动数据进行滑动带通滤波，滑动步长为s，0s≤B，滤波后各段振动数据分别为Y₁,Y₂,…,Y_n，其中n为带通滤波器滑动次数；

(2.2)计算Y₁,Y₂,…,Y_n的包络谱，分别为E₁,E₂,…,E_n；

(2.3)若任一包络谱E_i在电源频率的前n次谐波对应的频率点处存在明显的谱线，则判断振动数据异常，其中i＝1,2,…,n；

其中，在步骤(1.2)中，判断是否存在明显谱线的方法如下：

(1a)在电源频率的前n次谐波对应的频率点处附近分别设定一个频率搜索区间；

(1b)计算各频率区间内频谱的最大值和均值；各频率区间的最大值分别为max_s₁、max_s₂…max_s_n，各频率区间的均值分别为mean_s₁、mean_s₂…mean_s_n；

(1c)若在任一频率区间且max_s_i＞th2，则判断振动数据异常；其中，th1为信噪比阈值，th2为电磁干扰频率幅值阈值，i＝1,2,…,n。

2.根据权利要求1所述的异常检测方法，其特征在于，在步骤(2.3)中，明显谱线的具体识别方法如下：

(2a)在电源频率的前n次谐波对应的频率点处分别设定一个频率搜索区间；

(2b)计算各频率区间内包络谱的最大值和均值；包络谱的最大值分别为max_e₁、max_e₂…max_e_n，包络谱的均值分别为mean_e₁、mean_e₂…mean_e_n；

(2c)若在任一频率区间且max_e_i＞th2′，判断振动数据异常；其中，th1′为信噪比阈值，th2′为电磁干扰频率幅值阈值，i＝1,2,…,n。

3.根据权利要求2所述的异常检测方法，其特征在于，所述异常检测方法还包括高于振动传感器频响上限频段受电磁干扰的异常检测，具体步骤如下：

(1)计算原始振动数据的FFT频谱；

(2)在高于振动传感器频响上限频段内计算FFT频谱的最大值max_s；

(3)若max_s电磁干扰频率幅值阈值，则说明高于振动传感器频响上限频段内出现了明显的频率成分，判断振动数据异常。

4.根据权利要求3所述的异常检测方法，其特征在于，所述异常检测方法还包括因电磁干扰导致的振动数据超传感器量程的异常检测，具体步骤如下：

(1)计算边缘数据采集设备每次上传振动数据的最大值和最小值；

(2)比较最大值和传感器量程上限以及最小值和传感器量程下限的大小，如果最大值大于传感器量程的上限或者最小值小于传感器量程的下限，判断振动数据超出传感器量程。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的异常检测方法，其特征在于，前n次谐波中的n取值介于2-8之间。

6.根据权利要求1所述的异常检测方法，其特征在于，th1取值介于3-15之间，th2的取值介于传感器量程范围的0.001％-0.1％之间。