[发明专利]一种旋转机械时变全息特征表达方法及系统

权利要求书

1.一种旋转机械时变全息特征表达方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、等时间间隔采集转子选定截面上的两路相互垂直的径向振动位移信号，并同步采集转速信号；

S2、确定所要提取的特征阶次；具体包括：

提取转子旋转频率的整数阶次为特征阶次；

或者，根据转子轴系的实际结构计算若干个故障特征频率与转子旋转频率的比例系数，作为提取的特征阶次；其中，所述实际结构包括转子上叶片数、齿轮传动的齿数；

S3、利用时变相位解调和时变滤波，从两路相互垂直的径向振动位移信号中，将所要提取的特征阶次分离为单一的时变频率分量信号；具体包括：

根据目标特征阶次和时变转速，计算目标特征阶次对应的时变频率；

根据时变频率积分得到时变相位；

构造与时变相位相反的解调相位，并根据解调相位构造解调向量，应用解调向量对信号进行时变相位解调；

利用零相位带通滤波器将相位解调后的目标频率成分分离为单一频率分量信号；

对提取出的单一频率分量信号进行相位重构，得到目标特征阶次对应的单一时变频率成分；

S4、对于每一特征阶次，将两路相互垂直的径向振动位移信号合成，构造随时间变化的三维螺旋线；

S5、将各阶次对应的三维螺旋线按阶次排列，构造水平径向振幅、垂直径向振幅、时间、阶次的四维时变全息谱；

S6、将阶次轴与水平方向位移轴合并，将四维时变全息谱表达为三维可视化螺旋线的组合。

2.根据权利要求1所述的旋转机械时变全息特征表达方法，其特征在于，所述步骤S6中，将阶次轴与水平或垂直径向振动位移轴融合，以实现四维时变全息谱的三维可视化表达。

3.一种旋转机械时变全息特征表达系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于等时间间隔采集转子选定截面上的两路相互垂直的径向振动位移信号，并同步采集转速信号；

确定单元，用于确定所要提取的特征阶次；

所述确定单元中，提取转子旋转频率的整数阶次为特征阶次；

或者，根据转子轴系的实际结构计算若干个故障特征频率与转子旋转频率的比例系数，作为提取的特征阶次；其中，所述实际结构包括转子上叶片数、齿轮传动的齿数；

提取单元，用于利用时变相位解调和时变滤波，从两路相互垂直的径向振动位移信号中，将所要提取的特征阶次分离为单一的时变频率分量信号；

所述提取单元具体用于：

根据目标特征阶次和时变转速，计算目标特征阶次对应的时变频率；

根据时变频率积分得到时变相位；

构造与时变相位相反的解调相位，并根据解调相位构造解调向量，应用解调向量对信号进行时变相位解调；

利用零相位带通滤波器将相位解调后的目标频率成分分离为单一频率分量信号；

对提取出的单一频率分量信号进行相位重构，得到目标特征阶次对应的单一时变频率成分；

第一构造单元，用于对于每一特征阶次，将两路相互垂直的径向振动位移信号合成，构造随时间变化的三维螺旋线；

第二构造单元，用于将各阶次对应的三维螺旋线按阶次排列，构造水平径向振幅、垂直径向振幅、时间、阶次的四维时变全息谱；

表达单元，用于将阶次轴与水平方向位移轴合并，将四维时变全息谱表达为三维可视化螺旋线的组合。

4.根据权利要求3所述的旋转机械时变全息特征表达系统，其特征在于，所述表达单元中，将阶次轴与水平或垂直径向振动位移轴融合，以实现四维时变全息谱的三维可视化表达。