[發明專利]一種諧波識別方法和計算設備

有效

• 申請號: 201711050021.4
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107941322B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 朱非白;汪湘湘;馮坤;賈維銀
• 申請（專利權）人: 安徽容知日新科技股份有限公司
• 主分類號: G01H13/00
• 分類號: G01H13/00;F03D17/00
• 代理公司: 11396 北京思睿峰知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙愛軍;謝建云

本發明公開了一種諧波識別方法，包括步驟：獲取機械設備的振動信號的頻譜；對振動信號的頻譜中的數據點進行稀釋，以得到第一頻譜；對第一頻譜中的噪聲進行濾除，以得到第二頻譜；將機械設備的頻率搜索區間等分為多個子區間；對于每個子區間，獲取第二頻譜中該子區間內幅值最大的數據點對應的頻率；以所確定的頻率為基礎頻率，得到至少一個諧波頻率；以及按照從小到大的順序依次針對每個諧波頻率，判斷該諧波頻率是否存在諧波，直至確定諧波在某個諧波頻率處終止為止。本發明還公開一種計算設備和計算機可讀存儲介質。

技術領域

本發明涉及設備狀態監測領域，尤其涉及一種諧波識別方法和計算設備。

背景技術

在設備狀態監測領域，頻譜的諧波分析是一種廣泛采用的技術。通過對頻譜上某一頻率的諧波數量和幅值進行分析，可以用于診斷軸承、齒輪以及松動等機械設備的故障類型。

由于機械設備通常由很多部件組成，因此頻譜上會同時出現較多譜線。通常需要人工根據設備轉速和部件型號來選取相應的頻率，查看該頻率是否有諧波、以及諧波能量的情況。這種人工諧波識別方法相當費時費力，并且診斷效率低下。

因此需要一種更智能的諧波識別的方案。

發明內容

鑒于此，本發明提供了一種新的信號處理的方案，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種諧波識別方法，包括步驟：獲取機械設備的振動信號的頻譜；對振動信號的頻譜中的數據點進行稀釋，以得到第一頻譜；對第一頻譜中的噪聲進行濾除，以得到第二頻譜；將機械設備的頻率搜索區間等分為多個子區間；對于每個子區間，獲取第二頻譜中該子區間內幅值最大的數據點對應的頻率；以所確定的頻率為基礎頻率，得到至少一個諧波頻率；以及按照從小到大的順序依次針對每個諧波頻率，判斷該諧波頻率是否存在諧波，直至確定諧波在某個諧波頻率處終止為止。

在根據本發明的方法中，對振動信號的頻譜中的數據點進行稀釋，以得到第一頻譜的步驟包括：在振動信號的頻譜起點處設置具有第一窗寬的第一窗口，第一窗寬指示該第一窗口內所含頻譜數據點的個數；重復將第一窗口沿頻譜橫軸正方向移動第一步長，以形成一個新的第一窗口，直至新的第一窗口到達頻譜終點為止，第一步長指示第一窗口移動時經過的頻譜數據點個數；其中對于每個第一窗口，確定該第一窗口對應的數據點的幅值和頻率，以形成第一頻譜。

在根據本發明的方法中，第一窗口對應的數據點的幅值和頻率分別為第一窗口內的幅值最大值、以及第一窗口的中心頻率。

在根據本發明的方法中，對第一頻譜中的噪聲進行濾除，以得到第二頻譜的步驟包括：獲取第一頻譜上的噪聲包絡線；以及保留第一頻譜上超過噪聲包絡線的數據點，以形成第二頻譜。

在根據本發明的方法中，獲取第一頻譜上的噪聲包絡線的步驟包括：在第一頻譜的起點處設置具有第二窗寬的第二窗口，第二窗寬指示該第二窗口內所含第一頻譜數據點的個數；重復將第二窗口沿第一頻譜橫軸正方向移動第二步長，以形成一個新的第二窗口，直至新的第二窗口到達第一頻譜終點為止，第二步長指示第二窗口移動時經過的第一頻譜數據點個數；其中對于每個第二窗口，計算該第二窗口的幅值中值；根據該第二窗口內的數據點的幅值與該第二窗口的幅值中值計算該第二窗口的幅值參考值；根據位于該第二窗口的中心的數據點的幅值、該第二窗口的幅值參考值和幅值中值，來確定該第二窗口對應的數據點的幅值和頻率，以形成噪聲包絡線。

在根據本發明的方法中，根據該第二窗口內的數據點的幅值與該第二窗口的幅值中值計算該第二窗口的幅值參考值的步驟包括：計算該第二窗口內的每個數據點的幅值與該第二窗口的幅值中值的差值；計算得到的多個差值的中值；將得到的中值乘以預定數值后得到第二窗口的幅值參考值。