[發(fā)明專利]一種基于峭度時(shí)變信號(hào)軋機(jī)振痕識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310420202.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104457968B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁意林;丁榮杰;羅勁松;錢華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波寶新不銹鋼有限公司
• 主分類號(hào): G01H17/00
• 分類號(hào): G01H17/00
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二十輥軋機(jī)振痕識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種基于峭度時(shí)變信號(hào)軋機(jī)振痕識(shí)別方法。

背景技術(shù)

軋機(jī)的振動(dòng)及振痕振動(dòng)的控制一直是一個(gè)技術(shù)難題，軋機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題，不僅使軋機(jī)的機(jī)械性能和精度受到影響，而且強(qiáng)烈的軋機(jī)振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量，給企業(yè)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，振動(dòng)振痕識(shí)別已成為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，如：2003年A.Swiatoniowski,A Bar提出了基于數(shù)學(xué)建模及其分析的連軋機(jī)的參量化激勵(lì)振動(dòng)；2005年，Niziol j,Swiatoniowski A.對(duì)軋機(jī)的垂直振動(dòng)及其對(duì)鋼板質(zhì)量的影響進(jìn)行了研究；2005年A.Bar，O.Bar研究了再軋制過(guò)程中的中頻振動(dòng)的分類；2008年，Kuljanic E,M.Sortino,Totis G,利用多傳感器檢測(cè)磨削過(guò)程中產(chǎn)生的振痕；2009年，Brusa E,Lemma L.對(duì)多輥軋機(jī)冷軋的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了模擬數(shù)據(jù)和試驗(yàn)研究；2012年，Vladimir Ranjkovic,Ronald Gloss,John Steward等對(duì)鋼帶熱軋機(jī)的“chatter”機(jī)理進(jìn)行了定量分析和數(shù)學(xué)建模；2012年Ali Heidari,Mohammad R.Forouzan提出在“chatter”振動(dòng)限制下為提升軋制速度的軋制參數(shù)優(yōu)化；2012年，Xavier Escaler,Oscar de la Torre,Eduard Egusquiza等對(duì)造紙機(jī)單烘干表面的振紋進(jìn)行了分析；2002年，Jue Zhong,Hongzhi Yan等對(duì)某企業(yè)軋機(jī)回火冷軋喘振進(jìn)行了研究，指出軋機(jī)平整機(jī)的自激振動(dòng)與鋼卷上的振痕有密切關(guān)系；2012年，王永濤，臧勇，吳迪平等人提出了CSP軋機(jī)的輥面振紋擴(kuò)展致振機(jī)理，認(rèn)為軋機(jī)振紋是工作輥初始振紋在軋制過(guò)程中逐漸在輥面擴(kuò)展形成,軋輥表面振紋引起并加劇了軋機(jī)的非正常振動(dòng)等。

盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于振痕振動(dòng)已經(jīng)做了大量研究，但主要針對(duì)研究切削加工機(jī)床中的振痕振動(dòng)，對(duì)于二十輥軋機(jī)的振痕振動(dòng)則多停留在振痕產(chǎn)生的機(jī)理上，二十輥軋機(jī)振痕振動(dòng)的診斷方法多為頻譜分析，如申請(qǐng)?zhí)枮?01310023206.1的中國(guó)發(fā)明專利《軋機(jī)振痕振動(dòng)信號(hào)的故障特征提取方法及識(shí)別方法》公開(kāi)了一種軋機(jī)振痕振動(dòng)信號(hào)的故障特征提取方法，包括以下步驟：采集軋機(jī)的振痕振動(dòng)信號(hào)，并且對(duì)該振痕振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，確定該振痕振動(dòng)信號(hào)的共振峰頻帶；接著對(duì)該共振峰頻帶下的振痕振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，濾除將會(huì)影響下一步中解調(diào)分析過(guò)程的頻率成分；采用基于二階循環(huán)自相關(guān)的解調(diào)方法對(duì)帶通濾波后的振痕振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)分析，獲得二階循環(huán)自相關(guān)函數(shù)；最后對(duì)該二階循環(huán)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行時(shí)域切片，獲得時(shí)域切片信號(hào)，從而提取出該振痕振動(dòng)信號(hào)的故障特征信息。但是，由于二十輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和振動(dòng)源的多樣性和偶然性，使得傳統(tǒng)的頻譜分析方法的識(shí)別準(zhǔn)確率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種識(shí)別方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高的基于峭度時(shí)變信號(hào)軋機(jī)振痕識(shí)別方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種基于峭度時(shí)變信號(hào)軋機(jī)振痕識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟：

1)通過(guò)安裝于所述軋機(jī)上的加速度傳感器采集振動(dòng)軋機(jī)的振動(dòng)加速度信號(hào)x(t)，并將該振動(dòng)加速度信號(hào)劃分成N段，使得每段振動(dòng)加速度信號(hào)的容量均等于最佳樣本容量L_m，其中N為大于零的整數(shù)；

2)根據(jù)公式計(jì)算出各段振動(dòng)加速度信號(hào)的峭度值K_i，其中x_i(t)表示第i段振動(dòng)加速度信號(hào)，μ_i表示第i段振動(dòng)加速度信號(hào)的平均值，E(x_i(t)-μ_i)⁴表示求取第i段振動(dòng)加速度信號(hào)的四階中心距，σ_i⁴表示第i段振動(dòng)加速度信號(hào)的方差的平方，0<i≤N且i為整數(shù)；

3)將各段振動(dòng)加速度信號(hào)的峭度值K_i近似為峭度時(shí)變信號(hào)K(t)，并根據(jù)公式計(jì)算出該峭度時(shí)變信號(hào)的概率密度函數(shù)p(x)，其中p[k<K(t)<k+Δk]表示該峭度時(shí)變信號(hào)K(t)在區(qū)間[k，k+Δk]的分布概率，k表示峭度時(shí)變信號(hào)K(t)的峭度值；

4)根據(jù)所述峭度時(shí)變信號(hào)的概率密度函數(shù)p(x)的圖像形狀識(shí)別是否存在振痕。