[发明专利]基于旋转机械振动信号谐波基频的故障诊断方法及系统

权利要求书

1.一种基于旋转机械振动信号谐波基频的故障诊断方法，其特征在于，包括：

获取旋转机械振动信号并计算所述旋转机械振动信号的原始频谱；

所述获取旋转机械振动信号并计算所述旋转机械振动信号的原始频谱，具体包括：

获取旋转机械振动信号；所述旋转机械振动信号包括旋转机械设备的加速度信号、速度信号和位移信号；

采用频谱分析方法、包络解调分析方法或小波分析方法中的一种或几种方法计算所述旋转机械振动信号的原始频谱；所述原始频谱包括频率以及与频率对应的幅值；其中为所述原始频谱中的第个频率数据，为所述原始频谱中的第个幅值数据；

计算所述原始频谱在各个频率下的噪声水平作为噪声频谱；

所述计算所述原始频谱在各个频率下的噪声水平作为噪声频谱，具体包括：

获取幅值的前W个幅值和后W个幅值组成的幅值数组；

计算所述幅值数组的中位数作为原始频谱在频率下的噪声水平；

原始频谱在各个频率下的噪声水平共同构成所述噪声频谱；

根据所述原始频谱和所述噪声频谱计算归一化谐波乘积谱；

所述根据所述原始频谱和所述噪声频谱计算归一化谐波乘积谱，具体包括：

以超过所有中最大幅值p倍的所有幅值对应的最小频率和最大频率分别作为谐波乘积谱的频率下限和初始频率上限；

计算频率最大值除以谐波乘积次数N的结果，并对结果向下取整数作为频率上限候选值，取所述初始频率上限和所述频率上限候选值中的最小值作为谐波乘积谱的频率上限；

依次在谐波乘积谱的频率下限和上限范围之间遍历原始频率，计算N个谐波的原始频谱幅值乘积并开N次方，得到原始频谱幅值乘积谱；

依次在谐波乘积谱的频率下限和上限范围之间遍历原始频率，计算N个谐波的噪声频谱幅值乘积并开N次方，得到噪声频谱幅值乘积谱；

计算所述原始频谱幅值谐波乘积谱与所述噪声频谱幅值乘积谱对应值的比值，作为所述归一化谐波乘积谱；

提取所述归一化谐波乘积谱中最大幅值对应的频率作为谐波基频基准值；

基于所述谐波基频基准值获取实际的谐波基础频率；

根据所述谐波基础频率进行旋转机械设备的故障诊断，得到故障诊断结果。

2.根据权利要求1所述的基于旋转机械振动信号谐波基频的故障诊断方法，其特征在于，所述基于所述谐波基频基准值获取实际的谐波基础频率，具体包括：

获取所述原始频谱中最大幅值对应的频率作为实际疑似谐波基频；

若所述谐波基频基准值大于等于所述实际疑似谐波基频，判断所述谐波基频基准值除以所述实际疑似谐波基频的结果的小数部分是否小于等于0.1，若满足小于等于0.1，则确定实际的谐波基础频率为所述实际疑似谐波基频，若满足大于0.1，则确定实际的谐波基础频率为所述谐波基频基准值；

若所述谐波基频基准值小于所述实际疑似谐波基频，则确定实际的谐波基础频率为所述谐波基频基准值。