[發(fā)明專利]一種水輪發(fā)電機組振動故障的特征提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710178597.2
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106895906A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 賈嶸;趙佳佳;張惠智;武樺;黨建;董開松
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 楊璐

1.一種水輪發(fā)電機組振動故障的特征提取方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、利用FastICA方法對原始信號進行處理；

步驟2、經步驟1后，依次對y_i進行EEMD分解；

步驟3、經步驟2后，計算y_i所對應的所有IMF的歸一化能量與歸一化相關系數，并給定相應的能量閾值T_i與系數閾值ξ_i；

步驟4、經步驟3后，分別選取x_i中滿足能量閾值T_i與系數閾值ξ_i要求的IMF，取二者的并集作為最終的有效IMF，并進行重構；

步驟5、經步驟4后，從重構信號中找出能表征機組振動的特征信號。

2.根據權利要求1所述的一種水輪發(fā)電機組振動故障的特征提取方法，其特征在于，所述步驟1具體按照以下步驟實施：

步驟1.1、對原始信號X進行去均值處理，使X→X′，其中X′均值為0；

步驟1.2、經步驟1.1后，利用主分量分析(PCA)進行白化處理，具體算法如下：

z＝W_oX′；

$W_o={\mathrm{\Λ}}^{-\frac{1}{2}}{U}^T;$

式中：W_o為白化矩陣，Λ和U分別代表協方差矩陣C_x′的特征向量矩陣和特征值矩陣；

步驟1.3、經步驟1.2后，設定待提取獨立分量數目為n，設定迭代次數m→1；

步驟1.4、經步驟1.3后，隨機選擇初始權矢量W_m(0)，且滿足如下關系：

||W_m(0)||＝1；

步驟1.5、經步驟1.4后，開始進行迭代計算，具體按照以下算法實施：

W_m(k+1)＝E{zg[W_m^T(k)z]}-E{g'[W_m^T(k)z]}·W_m(k)；

式中：E[·]代表均值；g(·)代表非線性函數，g′(·)為g(·)的一階導數，g(·)一般可選取以下三種形式：

第一種形式：g₁(y)＝tanh(k₁y)，1≤k₁≤2，通常取k₁＝1；

第二種形式：g₂(y)＝y³；

第三種形式：

步驟1.6、經步驟1.5后，進行正交化處理，具體按照以下算法實施：

$W_m(k+1)=W_m(k+1)-\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\<W_m(k+1),W_i\>W_i;$

步驟1.7、經步驟1.6后，進行歸一化處理，具體按照以下算法實施：

W_m(k+1)＝W_m(k+1)/||W_m(k+1)||；

步驟1.8、待步驟1.7完成后，若W_m(k+1)不收斂，則返回步驟1.5，若W_m(k+1)收斂，則取W_m＝W_m(k+1)，并進入步驟1.9；

步驟1.9、令m＝m+1，若m≤n，則返回到步驟1.4；

否則，停止計算，并取W＝[W₁,W₂,...,W_m]^T；

步驟1.10、提取分量y＝W^Tz＝[y₁,y₂,...,y_n]；

設定獲得n個獨立分量，并分別記為如下形式：

y_i(i＝1,2,……，n)。