[发明专利]一种基于多测点信息融合的柴油机振动冲击来源识别方法

摘要

本发明是一种基于多测点信息融合的柴油机振动冲击来源识别方法。该方法以柴油机在线监测系统为基础，计算采集缸盖振动信号的振动冲击能量，均匀分段得到振动冲击能量最大值矩阵，定义建立振动冲击能量无量纲指数矩阵，并测绘机组结构得到所有气缸两两之间距离矩阵。在此基础上制定冲击来源判定条件，根据能量与距离矩阵特征识别冲击来源。该方法根据振动传递的衰减规律，对多测点信号进行融合分析，通过实际检验，可以快速准确地实现四冲程或两冲程柴油机的振动冲击来源识别与故障监测诊断。本方法可用于正常工作时不同测点信号中来自同一激励源冲击的来源识别，还可以对实际机组的运行健康状态实时监测，对故障产生的异常冲击进行快速定位诊断。

主权项

1.一种基于多测点信息融合的柴油机振动冲击来源识别方法，采用无量纲指数矩阵表征同一时刻不同测点振动冲击能量，判断冲击传递规律识别冲击源，对于四冲程柴油机，其特征在于包括以下步骤：1)计柴油机气缸数量为N，完成柴油机所有气缸的缸盖振动信号整周期采集，采集曲轴旋转4周的振动信号，记为n取值范围1～N；θ代表曲轴转角，对θ取值范围是[0，1440°]；2)计算振动信号的振动冲击能量计算公式为：其中：Δθ：曲轴转角θ的采样间隔；3)将均分72段，每段的角度范围均为10°，获得每10°内振动冲击能量最大值，构成矩阵，记为e⁴(n,i)：4)针对振动冲击能量最大值矩阵e⁴(n,i)，进行归一化处理，定义建立振动冲击能量无量纲指数矩阵V⁴(n,i)，指数表征整机各时刻各位置的振动能量：其中：min(e⁴(1～N,i))：1～N个测点第i段信号冲击能量最大值e⁴(n,i)中的最小值，max(e⁴(1～N,i))：1～N个测点第i段信号冲击能量最大值e⁴(n,i)中的最大值；5)构建所有气缸两两之间距离的矩阵L(j,k)，代表第j个气缸中心线与缸盖下端面交点到第k个气缸中心线与缸盖下端面交点的直线距离，j的取值范围是[1，N]，k的取值范围是[1，N]；6)对矩阵L(j,k)的每一列数据提取其中不同的距离值，第k列的距离值总数为M(k)；对矩阵L(j,k)的第k列数据进行从小到大递增排序，建立M(k)个行向量，其中第1个行向量中的元素是矩阵L(j,k)的第k列中最小值对应的j值，第M(k)个行向量中的元素是矩阵L(j,k)的的第k列中最大值对应的j值，当矩阵L(j,k)的第k列数据中存在相同数据时，相同数据对应的j值记录于M(k)个行向量中的某个行向量中；7)针对由矩阵L(j,k)的每一列数据建立的M(k)个行向量和其每一行元素中记录的j值，带入冲击能量无量纲指数矩阵V⁴(n,i)，对矩阵V⁴(n,i)的每一列，提取第j行的具体数据V⁴(j,i)，将这些具体数据带入M(k)个行向量中，替换原来的j值，上述过程将72次建立新的M(k)个行向量；对进行每次建立的M(k)个行向量，进行冲击递减规律计算，识别振动冲击来源。