[发明专利]一种油膜振荡二维及三维瞬时特征提取方法及装置

摘要

本发明涉及一种油膜振荡二维及三维瞬时特征提取方法及装置，包括：提出一种二元特征尺度分解方法——复局部特征尺度分解(Complex Local characteristic‑scale decomposition，CLCD)，采集转子同一截面两个垂直方向的油膜振荡信号，并将其组成一个复数形式的二元旋转信号；通过CLCD将该信号自适应分解成多个复数形式的二元子旋转信号，从中分离出基频和半频信号；对上述信号运用希尔伯特变换，获取油膜振荡信号的二维和三维瞬时特征。由于CLCD通过信号的自身特点自适应地对其分解，并运用双线性变换，故该方法自适应性强，瞬时特征提取全面、速度快、效率高，具有良好的技术效果。

主权项

1.一种油膜振荡二维及三维瞬时特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，提出一种二元特征尺度分解方法——复局部特征尺度分解CLCD；步骤2，采集转子同一截面水平方向及垂直方向上的油膜振荡信号，并将其组成一个复数形式的二元旋转信号；步骤3，通过复局部特征尺度分解CLCD将复数形式的二元旋转信号自适应分解成多个复数形式单分量的二元子旋转信号与一个最终残留信号之和，从而分离出基频对应的二元子旋转信号和半频对应的二元子旋转信号；步骤4，分别对复数形式的二元旋转信号的实部和虚部进行傅立叶变换，得到各自的频谱；步骤5，根据傅立叶变换结果确定基频和半频对应的二元子旋转信号，再分别对基频和半频对应的二元子旋转信号运用希尔伯特变换，得到相应的瞬时幅值特性和瞬时频率特性；步骤6，根据得到的二元子旋转信号的瞬时幅值特性和瞬时频率特性，获取油膜振荡信号的二维瞬时时‑幅、时‑频、幅‑频特征和三维时‑幅‑频特征；其中，步骤1提出了一种二元特征尺度分解方法——复局部特征尺度分解CLCD，具体实现步骤为：步骤1‑1，将复数形式的二元旋转信号z(t)分别投影到0方向和π/2方向，z₀(t)＝Re(e^‑j0·z(t))z_π/2(t)＝Re(e^‑jπ/2·z(t))；步骤1‑2，利用局部特征尺度分解分别计算z₀(t)和z_π/2(t)的基线信号；步骤1‑3，将步骤1‑2中得到的z₀(t)和z_π/2(t)的基线信号分别从z₀(t)和z_π/2(t)中分离出来，得到剩余信号I_0(i,k)(t)和I_(π/2)(i,k)(t)，I_0(i,k)(t)＝z₀(t)‑p_0(i,k)(t)I_(π/2)(i,k)(t)＝z_π/2(t)‑p_(π/2)(i,k)(t)其中，p_0(i,k)(t)为z₀(t)的基线信号，p_(π/2)(i,k)(t)为z_π/2(t)的基线信号，i为ISC分量的个数，ISC为内禀尺度分量，k为剩余信号满足ISC条件的最大迭代次数；步骤1‑4，根据步骤1‑3中得到的实轴方向的剩余信号I_0(i,k)(t)和虚轴方向的剩余信号I_(π/2)(i,k)(t)，计算复数信号的剩余信号I_(i,k)(t)，I_(i,k)(t)＝e^‑j0·I_0(i,k)(t)+e^‑jπ/2·I_(π/2)(i,k)(t)步骤1‑5，根据步骤1‑4得到的复数信号的剩余信号I_(i,k)(t)，得到复ISC分量c_i(t)，c_i(t)＝I_(i,k)(t)步骤1‑6，将所有复内禀尺度分量和最终残留信号相加，得到复数信号的复局部特征尺度分解的完整表达式为：其中，n为最大迭代次数，r(t)为最终残留信号。