[發明專利]基于小波函數相關性的轉速傳感器故障診斷方法及系統

有效

• 申請號: 201911377561.2
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111007281B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 孫偉;高加樓;王震宇;蔣棟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01P21/02
• 分類號: G01P21/02;G06F17/15
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種基于小波函數相關性的轉速傳感器故障診斷方法，其特征在于，包括：

(1)在當前轉速傳感器故障診斷中，初始化m＝0、轉速突變計數為DropNum＝0、最近一次檢測到故障點的時刻與當前時刻之間的時間間隔為JudgeWaitingTimer＝0、檢測到新的故障起點的標志為TimerPlusFlag＝False，以表示未檢測到新的故障起點，并采集轉速傳感器輸出的轉速信號時間序列S；

(2)在m時刻，計算轉速信號時間序列S上[m,m+N]區間內的子序列與預定義的小波時間序列W的互相關函數值CR[m]，用于衡量m時刻轉速信號變化的劇烈程度；NT，N和T分別為小波時間序列W和轉速信號時間序列S的長度；

(3)若CR[m]thre，且JudgeWaitingTimer＝0，則轉入步驟(4)；否則，轉入步驟(6)；thre為預設的閾值；

(4)設置標志TimerPlusFlag＝True，以表示檢測到一個新的故障起點；

(5)計算轉速信號時間序列S上[m-ΔN,m+ΔN]區間內轉速信號為0的頻率P(Speed＝0)，若P(Speed＝0)∈[0.5-δ,0.5+δ]，則將轉速突變計數DropNum加1后，轉入步驟(6)；否則，直接轉入步驟(6)；

δ0.5為預設的鄰域半徑，ΔN≤N；Nz為轉速信號時間序列S上[m-ΔN,m+ΔN]區間內轉速為0的信號個數；

(6)若TimerPlusFlag＝True，則將時間間隔JudgeWaitingTimer加1后，轉入步驟(7)；否則，直接轉入步驟(7)；

(7)若時間間隔JudgeWaitingTimerN，則將時間間隔JudgeWaitingTimer重置為0，以表示可以進行下一次故障檢測，并設置標志TimerPlusFlag＝False，以表示未檢測到新的故障起點，之后轉入步驟(8)；否則，直接轉入步驟(8)；

(8)將m加1后，若mT-N，則轉入步驟(9)；否則，轉入步驟(2)，以開始下一時刻的檢測；

(9)將上一輪轉速傳感器故障診斷中得到的轉速傳感器狀態作為歷史狀態，根據歷史狀態以及轉速突變計數DropNum識別轉速傳感器的當前狀態，從而完成當前的轉速傳感器故障診斷。

2.如權利要求1所述的基于小波函數相關性的轉速傳感器故障診斷方法，其特征在于，所述步驟(9)包括：

(91)若轉速傳感器的歷史狀態為無故障，則轉入步驟(92)；若歷史狀態為間歇性故障且未恢復正常，則轉入步驟(93)；若歷史狀態為間歇性故障且已恢復正常，則轉入步驟(94)；若歷史狀態為斷線故障，則轉入步驟(95)；

(92)若DropNum＝0，則判定轉速傳感器的當前狀態為無故障；若轉速突變計數DropNum為非零的偶數，則判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且已恢復正常；若DropNum＝1，則判定轉速傳感器的當前狀態為斷線故障；若轉速突變計數DropNum為非1的奇數，則判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且未恢復正常；判斷完畢后轉入步驟(96)；

(93)若轉速突變計數DropNum為偶數，則判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且未恢復正常；否則，判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且已恢復正常；判斷完畢后轉入步驟(96)；

(94)若轉速突變計數DropNum為偶數，則判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且已恢復正常；否則，判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且未恢復正常；判斷完畢后轉入步驟(96)；

(95)若DropNum＝0，則判定轉速傳感器的當前狀態為斷線故障；若轉速突變計數DropNum為非零的偶數，則判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且未恢復正常；若轉速突變計數DropNum為奇數，則判定轉速傳感器的當前狀態為間歇性故障且已恢復正常；判斷完畢后轉入步驟(96)；

(96)當前的轉速傳感器故障診斷完成。

3.如權利要求1或2所述的基于小波函數相關性的轉速傳感器故障診斷方法，其特征在于，小波時間序列W是一種局部非零、波形具有衰減性且序列和等于零的離散信號。

4.如權利要求1或2所述的基于小波函數相關性的轉速傳感器故障診斷方法，其特征在于，

其中，W[i]為小波序列的第i項，S[i+m]為轉速信號的第(i+m)項。