[发明专利]基于希尔伯特变换的磁悬浮轴承轴系跌落轨迹响应识别方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于希尔伯特变换的磁悬浮轴承轴系跌落轨迹响应识别的方法及装置，其中，方法包括以下步骤：获取轴系的连续时域位移信号；设定连续时域位移信号的采样频率，并获得离散时域位移信号；通过希尔伯特变换获得瞬时频率谱信号；设定截断时间长度及阈值；求解截断时间内瞬时频率的方差及期望；将瞬时频率的方差及期望与阈值比较；确定轴系的轨迹响应；该方法仅使用轴系的位移信号，获取容易；可以实现频率变化的瞬时计算，实时性好，简单便捷。

主权项

1.一种基于希尔伯特变换的磁悬浮轴承轴系跌落轨迹响应识别方法，其特征在于，包括以下步骤：获取轴系的连续时域位移信号；设定连续时域位移信号的采样频率，并获得离散时域位移信号；通过希尔伯特变换获得瞬时频率谱信号，所述希尔伯特变换的计算公式为：其中，X(t)为获取的离散时域位移信号，Y(t)为希尔伯特变换的结果，P为柯西主值；将复数信号Z(t)描述为：Z(t)＝X(t)+iY(t)＝a(t)eiθ(t)，其中，a(t)和θ(t)由下式计算得出：a(t)＝[X²(t)+Y²(t)]^1/2,瞬时频率的计算公式为：设定截断时间长度及阈值；求解截断时间内瞬时频率的方差Var及期望Exp：其中，ti为第i个采样周期时长，fi为第i个采样周期的瞬时频率，n为一个截断时间内的采样数，Δt是截断时间长度；将瞬时频率的方差及期望与阈值比较；以及确定轴系的轨迹响应；所述轴系轨迹响应的判断方法：首先判断轴系在该截断时间内的轨迹响应是否为混合摩擦和弹跳，其判断方法为：若该截断时间内的方差大于阈值γ，则轨迹响应是混合摩擦和弹跳；若该截断时间内的方差小于或等于阈值γ，则轨迹响应是其余两种，且需要通过该截断时间内的期望判断；再判断轴系在该截断时间内的轨迹响应是钟摆振动或全周摩擦，其判断方法为：若该截断时间内的期望减去转子‑保护轴承系统参数β小于或等于阈值ε，则轨迹响应是钟摆振动；若该截断时间内的期望减去转子‑保护轴承系统参数β大于阈值ε，则轨迹响应是全周摩擦。