[發明專利]基于頻帶能量的喘振先兆識別方法

無效

• 申請號: 200910219088.5
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN101718269A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 徐光華;孫濤;張熠卓;張慶
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04B49/00
• 分類號: F04B49/00;F04B51/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于設備狀態監測診斷技術領域，涉及壓縮機運行狀態實時監測技術，具體涉及一種基于頻帶能量的喘振先兆識別方法。

背景技術

動態的連續發展變化的壓縮機的喘振過程，使得壓縮機的喘振預警技術成為壓縮機狀態監測技術中的難題。目前采用的以信號處理技術為核心的壓縮機在線監測技術，受非線性特性的限制，難以捕獲和檢測喘振前期的突發特征和微弱變化。實驗研究和數值模擬均表明，根據誘發喘振的非穩定擾動能量的積累程度，喘振的發展過程通?？煞譃槠椒€段、過渡段即先兆段和喘振段。其中過渡段和喘振段對應于喘振的發生發展期，有效捕捉這兩段信號對于確定喘振監測頻帶具有重要的意義，然而這兩段信號所能反映出的喘振先兆特征判定是基于壓力信號的振蕩幅度和經驗判斷，缺乏客觀性。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種基于頻帶能量的喘振先兆識別方法，能夠實現喘振的早期預警，具有客觀、準確的特點。

本發明所采用的技術方案是，基于頻帶能量的喘振先兆識別方法，通過監測頻帶能量的變化來反映壓縮系統容腔內非穩定的能量擾動，實現喘振的早期辨識及預警，該方法按以下步驟進行：

步驟1：利用滑動窗統計方法，將壓縮機管網的歷史壓力信號的壓力時域信號分成連續變化的時間片段，對每一個時間片段采用連續傅立葉變換局部細化細化譜分析，對壓縮機管網的歷史壓力信號喘振各階段的數據進行細化，并將平穩段向過渡段的頻率變化范圍設置為喘振的敏感頻段(f_a，f_b)；

步驟2：計算頻帶能量：

在步驟1設置的監測敏感頻段(f_a，f_b)中，等間隔插入n-2個點，將敏感頻段(f_a，f_b)等分為n個網絡，然后，采用連續傅立葉變化計算每一個細化頻率點的幅值f_i，i＝a，a+1，..，b，則監測敏感頻帶能量E為：

E=Σi=abfi(fb-fan),]]>

式中：f_b-f_a表示指定監測敏感頻帶區間的網格寬度；

步驟3：根據步驟2計算得到的頻帶能量E，繪制頻帶能量監測曲線，根據該監測曲線的幅值增長階段設定報警閾值，實現壓縮機實時數據的喘振先兆辨識。

所述步驟1中采用連續傅立葉變換局部細化細化譜分析：

設原始數據x(t_k)的采樣頻率為f_s，采樣點數為N，

t_k＝k/f_s，

式中，t_k表示離散時間點；k＝0，1，2，...，N-1，

則，原始數據x(t_k)的離散傅立葉級數x(n)為：