[发明专利]一种基于调频信息重构的旋转机械全息诊断方法

摘要

一种基于调频信息重构的旋转机械全息诊断方法，先在转子振动测试截面安装两个夹角为90°的位移传感器，采集X、Y方向的位移振动信号，对位移振动信号进行集合经验模式EEMD分解，得到多个基本模式分量IMF，然后对各基本模式分量IMF进行频谱分析，挑选出包含转频的基本模式分量IMFx(t)和IMFy(t)；分别对基本模式分量IMFx(t)和IMFy(t)采用直接正交法计算得出瞬时频率IFx(t)和IFy(t)，提取瞬时频率IFx(t)和IFy(t)的频率、幅值、相位信息，合成二维全息谱，对转子运行状态进行有效识别，本发明综合考虑了转子在水平和垂直方向的振动信号，并充分利用相位信息，有机地把信号的频率、幅值和相位信息融合在一起，诊断结果直观完整。

主权项

一种基于调频信息重构的旋转机械全息诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在转子振动测试截面安装两个夹角为90°的位移传感器，规定转子旋转过程中第一个经过的位移传感器为X方向，顺转向旋转90°后的另一个位移传感器为Y方向，两个位移传感器的安装条件、物理特性保持一致，采集转子的位移振动信号x(t)和y(t)；步骤二，分别对X、Y方向的位移振动信号x(t)和y(t)进行集合经验模式EEMD分解，得到多个基本模式分量IMF，基本模式分量IMF必须满足以下两个条件：a.整个信号上的极值点个数和过零点个数相等或至多相差一个；b.在整个时间序列上，由所有局部极大值点确定的上包络和由所有局部极小值点所确定的下包络两者构成的均值为零；步骤三，对集合经验模式EEMD分解得到的各基本模式分量IMF进行频谱分析，挑选出包含转频的基本模式分量IMFx(t)和IMFy(t)；步骤四，分别对基本模式分量IMFx(t)和IMFy(t)采用直接正交法计算得出瞬时频率IFx(t)和IFy(t)，计算过程如下：基本模式分量IMFx(t)分解成调幅信号A(t)和调频信号cos即：令：从信号的经验调频分量定义正交函数，如下：因此，信号的瞬时相位通过下式计算求出：通过对瞬时相位求导，得到瞬时频率IFx(t)为：再按照上述过程计算得到瞬时频率IFy(t)；步骤五，提取瞬时频率IFx(t)和IFy(t)的频率、幅值、相位信息，合成二维全息谱，然后对转子运行状态进行有效识别，具体过程如下：首先，用内插法分别对X、Y方向的瞬时频率IFx(t)和IFy(t)进行频率、幅值、相位校正；然后，提取校正之后的幅值Ax、Ay与相位以频率阶次为单位进行融合，得到椭圆方程为：式中，αn为X方向的位移传感器与水平方向的夹角；更换不同频率阶次处的Ax、Ay、就得到相应的椭圆，组合得到二维全息谱；最后，计算每个频率阶次处的离心率e、长轴a和短轴b的椭圆信息，根据椭圆信息对转子运行状态进行有效识别，计算表达式如下：e=a2-b2/a,]]>a=(p+q+p-q)/2,]]>b=(p+q-p-q)/2,]]>其中，