[發(fā)明專利]基于稀疏分段擬合與積分逼近的無轉(zhuǎn)速計階比分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410746181.2
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104459186A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅檢民;肖云魁;趙慧敏;曾銳利;周斌;賈繼德;沈虹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事交通學(xué)院
• 主分類號: G01P3/481
• 分類號: G01P3/481
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與診斷領(lǐng)域，尤其涉及一種無轉(zhuǎn)速計階比分析方法。

背景技術(shù)

變速器作為一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，是車輛裝備重要動力傳輸裝置，其狀態(tài)的好壞直接影響機(jī)械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，甚至造成更大的經(jīng)濟(jì)損失，采用有效方法對變速器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，并及時診斷出早起微弱故障，對減少經(jīng)濟(jì)損失，維持設(shè)備高效運行，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

變速器狀態(tài)監(jiān)測與診斷方法有多種，其中振動分析方法因其便于在線或離線監(jiān)測，被廣泛應(yīng)用。變速器早期故障振動特征微弱，穩(wěn)態(tài)運行時難以充分體現(xiàn)微弱故障特征；維修專家經(jīng)驗表明，變速器變轉(zhuǎn)速運行時的振動信號更能有效暴露微弱故障特征，但需要有效的非平穩(wěn)信號分析方法進(jìn)行特征提取。階比跟蹤是工程實際中常用的旋轉(zhuǎn)機(jī)械變轉(zhuǎn)速過程信號分析方法，其關(guān)鍵是要根據(jù)轉(zhuǎn)速信息將等時間采樣信號重采樣成等角度采樣信號，當(dāng)不具備轉(zhuǎn)速脈沖信號時，應(yīng)用受限。

無轉(zhuǎn)速計階比分析，根據(jù)振動信號估計轉(zhuǎn)速信息，再等角度重采樣，該方法不需要安裝轉(zhuǎn)速采集裝置，能分析現(xiàn)場沒有同步采集轉(zhuǎn)速信號的離線振動信號，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械變轉(zhuǎn)速過程分析中得到越來越廣泛的應(yīng)用。無轉(zhuǎn)速計階比的原理及其存在的問題如下：

1.無轉(zhuǎn)速計階比分析原理

無轉(zhuǎn)速計階比分析方法根據(jù)估計出的瞬時頻率，計算等角度采樣時刻，通過插值實現(xiàn)等角度重采樣，具體實現(xiàn)過程如下:

(1)采用瞬時頻率估計方法，估計出參考軸瞬時頻率，對該瞬時頻率進(jìn)行多項式擬合，假設(shè)采用3階多項式擬合，則有：

f(t)＝at³+bt²+ct+d???(1)

(2)確定最大分析階次O_max；

(3)計算等角度采樣間隔Δθ，依據(jù)采樣定理，等角度采樣率需大于或等于最大分析階次的兩倍，因此：

Os≥2Omax,Os=2πΔθ≥2Omax,Δθ≤πOmax---(2)]]>

(4)計算重采樣后數(shù)據(jù)的長度N：

2π∫0Tf(t)dt=NΔθ---(3)]]>

式中，T為采樣總時間，f(t)為頻率擬合函數(shù)。

(5)計算重采樣時刻T_n：