[發明專利]在線式非線性頻譜分析與故障診斷儀

無效

• 申請號: 201110021435.0
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102175917A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 曹建福;韓海濤;張家良
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R31/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于智能檢測與儀器儀表領域，涉及一種在線式非線性頻譜分析與故障診斷裝置，可應用于機電系統分析與故障診斷、材料破損檢測、機械系統的動力學設計等領域。

背景技術

大多數機電裝備都具有非線性特性，自動在線分析裝備是否處于臨界故障或故障狀態，對裝備的安全運行有著非常重大的意義。目前，關于非線性系統的狀態檢測與故障診斷有兩種最基本的方法：信號處理、動態模型。

基于信號處理的狀態檢測與故障診斷方法是最基本的方法。是利用系統輸出信號幅值、相位、頻率、相關性等參量的變化來分析故障源，常用的方法有譜分析法、概率密度法、時序分析法等。但這種方法只利用了輸出信號，不能完全反映系統的本質特性，所以這種方法不可避免地有其局限性。即對一些系統而言，輸出信號的變化并不能完全反映對象特征的變化，容易造成誤判。

基于動態模型的方法，就是利用對象的輸入輸出信號，用模型辨識方法獲得對象傳遞特性的變化，并由此判斷系統是否處于故障狀態。理論和實踐證明，很大一類對象的臨界故障或故障狀態表現為其傳遞特性的非線性變化。在以往的故障診斷方法中，因為受技術發展的限制，總是將對象作為線性系統處理。把非線性頻譜分析法應用于系統的狀態檢測與故障診斷，是本發明的主要目的。

國際上基于Volterra級數研究非線性系統，近幾年提出的非線性頻譜分析方法有廣義輸出頻域響應函數(GFRF)、非線性輸出頻域響應函數(NOFRF)及輸出頻域響應函數(OFRF)。由于GFRF各階核函數辨識計算大，且具有維數災難，使其在實際應用中受到一定的限制，本發明采用3階簡化GFRF模型，該簡化模型在合理假設條件下可以較精確地求解出GFRF的前三階核函數。NOFRF是GFRF描述的一維變換方式其定義為：

Gn(jω)=∫ω1+,...,+ωn=ωHn(jω1,...,jωn)Πi=1bU(jωi)dσnω∫ω1+,...,+ωn=ωΠi=1nU(jωi)dσnωn=1,2,...]]>