[发明专利]采用计算机程序确定空化初生的判定方法

摘要

本发明涉及一种采用计算机程序确定空化初生的判定方法，本发明首次提出了水声信号时域中峰峰值，即信号最大值与最小值之差，随空化系数的变化趋势可以用来判断空化状态的方法，并提出了实时剔除含有大误差的干扰信号的算法。通过在不同类型模型水轮机上的反复试验研究，首先发现了适用于所有类型水轮机的用以判定空化初生的信号峰峰值随空化系数的变化趋势。利用反映出的发生空化初生处的水声信号峰峰值在其周围区域呈现出局部最大值的特性，可以非常准确地确定模型水轮机转轮叶片空化初生的发生位置。

主权项

1.一种采用计算机程序确定空化初生的判定方法，其特征是：具体步骤如下：1)启动计算机系统；2)使模型水轮机处于未空化状态；3)保持模型水轮机运行工况稳定，对水声信号x_i(i＝1，2，…，n)进行采集；其中：x_i水声信号n采样数4)计算水轮机水声信号的平均值x及标准差s(x)，具体方法如下：被测水声信号x_i(i＝1，2，…，n)的平均值x按下式计算：x‾=1nΣi=1nxi]]>式中：x首被测水声信号x_i(i＝1，2，…，n)的平均值标准差s(x)按贝塞尔公式计算：s(x)=1n-1Σi=1nVi2=1n-1Σi=1n(xi-x‾)2]]>式中：s(x)标准差V_i残差，即测量值与算数平均值之差。V_i＝x_i-x，(i＝1，2，…，n)5)按照给定的置信概率构造新的信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)根据统计学与误差理论，设定一定的置信区间，凡超出置信区间的测量信号即被认为是含有大误差的干扰信号，由于水声信号服从正态分布，故取置信概率为99％，则置信区间为(x-2.576s，x+2.576s)。其中s为标准差。即，若|V_i|＞2.576s，则该测量值x_i为含有大误差的干扰信号，以平均值x替代；依此构造出新的信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)6)计算信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的峰峰值信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的峰峰值x_p-p为：x_p-p＝max{x′_i}-min{x′_i}式中：x_p-p信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的峰峰值max{x′_i}信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的最大值min{x′_i}信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的最小值7)确定模型水轮机转轮叶片发生空化初生时的空化系数在发生空化前，随着空化系数的减小，信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的峰峰值x_p-p呈现出单调上升的趋势，至空化初生发生位置点1处达到局部最大值，随着空化程度的进一步加深，即空化系数的进一步减小，峰峰值x_p-p呈现出了先随着空化系数的减小而减小，而后急剧增大的趋势，在空化初生点附近，信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的峰峰值x_p-p随空化系数的变化曲线出现了局部最大值，且该邻域U(σ_i)内x_p-p最大值所对应的位置即为发生空化初生的位置。具体判定方法如下：假定改变空化系数m次，空化系数及其对应的信号样本x′_i(i＝1，2，…，n)的峰峰值x_p-p按空化系数由小到大的顺序分别记为(σ1,x(p-p)1),(σ2,x(p-p)2),...,(σm,x(p-p)m).]]>对相邻空化系数所对应的x_p-p值进行求差运算：di=x(p-p)i+1-x(p-p)i,i=1,2,...,m-1]]>式中：d_i相邻空化系数所对应的x_p-p值之差当d_i＜0且d_i-1＞0时，点即为模型水轮机转轮叶片空化初生发生的位置。