[發明專利]一種旋轉機械速度監測方法、裝置、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202010999903.0
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112097896A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 盧國梁;葉新來;閆鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M99/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

1.一種旋轉機械速度監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集旋轉機械的振動信號，得到原始信號并進行分段；

步驟2，計算各分段信號的時域特征并判斷其相關程度，拋棄敏感性差的時域特征，保留敏感程度高的時域特征；

步驟3，將敏感程度高的時域特征用圖論的方法進行融合，將同一分段所提取的不同時域特征作為圖的節點，完成圖建模，利用中值圖來描述正常的機器狀態，以模擬動態及其行為；

步驟4，通過相鄰圖模型邊緣權重值差異度度量得到異常得分，使用基于3σ準則的假設檢驗，得到異常得分的最終檢測結果。

2.根據權利要求1所述的旋轉機械速度監測方法，其特征在于，步驟2中，在每一分段中提取多個時域特征，時域特征包括標準差、方差、均方根、最大絕對值、偏度、峭度、峰值因子、邊緣因子、形狀因子、脈沖因子、A因子和B因子；根絕檢測對象和信號采集方式的不同，保留敏感性高的時域特征參與圖建模。

3.根據權利要求1所述的旋轉機械速度監測方法，其特征在于，步驟3中，將同一分段信號的每個高敏感性時域特征作為圖模型的一個節點，兩兩連接每一組節點構成邊l_{a，b}，并計算出其歐氏距離d_{a，b}，得到此分段的圖模型G_k，并將其表示為矩陣：

4.根據權利要求3所述的旋轉機械速度監測方法，其特征在于，所述步驟3中，完成圖建模后，原始振動信號X被表示為一系列的圖模型，即X：＝Γ＝{G₁，G₂，...，G_n}，并使用中值圖吸收正常波動：

5.根據權利要求4所述的旋轉機械速度監測方法，其特征在于，所述邊緣權重值差異度度量計算G_n+1和之間的距離，得到當前模型與正常模型之間的偏離程度，即異常得分：

6.根據權利要求5所述的旋轉機械速度監測方法，，其特征是，其中，是一種距離度量，此處選擇DEWV距離度量，即：

其中Δ_{a，b}計算如下：

7.根據權利要求6所述的旋轉機械速度監測方法，其特征在于，所述步驟4中，使用3σ準則，確定置信區間上下控制限，異常得分超出置信區間將被視為異常狀況：

H₀：no change：s_n+1∈A

H_A：speed change：

其中A＝[μ_n-3σ_n，μ_n+3σ_n]為置信區間，μ_n為均值，σ_n為標準差，如下式：

8.一種旋轉機械速度監測裝置，其特征是，包括：

采集模塊，用于采集旋轉機械的原始振動信號并進行分段；

提取模塊，用于提取每一段分信號中敏感性高的時域特征；

圖建模模塊，用于將同一分段信號中的不同時域特征兩兩連接，以完成圖建模；

異常決策模塊，用于將相鄰圖模型邊緣權重值差異度度量并得到異常得分，使用基于3σ準則的假設檢驗，得到異常得分的最終檢測結果。

9.一種旋轉機械速度監測系統，其特征是，包括：

傳感器，用于采集旋轉機械的原始振動信號；

存儲器，用于接收并儲存原始振動信號；

處理器，用于執行權利要求1-7中任意一項所述的旋轉機械速度監測方法。

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征是，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，實現如權利要求1-7中任意一項所述的旋轉機械速度監測方法。