[發(fā)明專利]一種適用于旋轉(zhuǎn)葉片葉尖定時(shí)信號(hào)的時(shí)-頻處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011135715.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112304616B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼旺;丁克勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國特種設(shè)備檢測研究院
• 主分類號(hào): G01M15/00
• 分類號(hào): G01M15/00;G01M15/02;G01H17/00;G06F17/14;G06F17/16
• 代理公司: 北京惟盛達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11855
• 代理人: 楊青

1.一種適用于旋轉(zhuǎn)葉片葉尖定時(shí)信號(hào)的時(shí)-頻處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.獲取旋轉(zhuǎn)葉片的葉尖定時(shí)信號(hào)的采樣信號(hào)，所述采樣信號(hào)包括采樣時(shí)間序列t_k和采樣幅值序列x(t_k)，其中k＝0,1,2…N-1，N表示采樣信號(hào)的長度；

S2.設(shè)定功率譜變化率閾值T₀；

S3.確定功率譜向量W⁽ⁱ⁾，其中功率譜向量的初始值為W⁽⁰⁾,W⁽⁰⁾＝[1,1,…,1]^1×N，i表示迭代次數(shù)，N表示采樣信號(hào)的長度；

S4.根據(jù)功率譜向量W⁽ⁱ⁾計(jì)算自相關(guān)矩陣R⁽ⁱ⁾；

S5.對(duì)步驟S1中所采集的葉尖定時(shí)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換F⁽ⁱ⁾，計(jì)算離散幅值譜S⁽ⁱ⁾；并根據(jù)離散幅值譜S⁽ⁱ⁾計(jì)算功率譜向量W⁽ⁱ⁾；

S6.將步驟S5中計(jì)算得到的功率譜向量W⁽ⁱ⁾帶入至步驟S3中進(jìn)行循環(huán)迭代，直到實(shí)際功率譜變化率T小于功率譜變化率閾值T₀，則停止循環(huán)迭代，其中

S7.將最后一次傅里葉變換F⁽ⁱ⁾所得到的頻譜信號(hào)作為處理結(jié)果；

所述步驟S1中采樣信號(hào)的獲取過程包括，

a.建立葉片振動(dòng)信號(hào)y(t)的表達(dá)式，y(t)＝A*sin(2π·ft)，其中A為葉尖振動(dòng)幅值，f為振動(dòng)頻率；

b.確定旋轉(zhuǎn)葉片外圍機(jī)殼上布置的定時(shí)傳感器的數(shù)量以及相鄰定時(shí)傳感器的距離在角域上的差值為ω₁，ω₂，…，ω_n，其中ω_n表示第n個(gè)定時(shí)傳感器與第一個(gè)定時(shí)傳感器的距離在角域上的差值；

c.將葉片到達(dá)第一個(gè)定時(shí)傳感器的時(shí)刻記為0時(shí)刻，確定定時(shí)傳感器的采樣長度為N個(gè)采樣點(diǎn)，并確定采樣的時(shí)間間隔Δt，Δt＝1/F_r，其中F_r為旋轉(zhuǎn)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率；

d.將第j個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列u_j記載為依次將n個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列進(jìn)行插值處理得到n個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列t_k，將所述采樣時(shí)間序列t_k所包含的時(shí)間信號(hào)分別代入步驟a中的葉片振動(dòng)信號(hào)y(t)的表達(dá)式中，獲得采樣幅值序列x(t_k)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于旋轉(zhuǎn)葉片葉尖定時(shí)信號(hào)的時(shí)-頻處理方法，其特征在于：在采樣時(shí)間序列中加入均值為0，信噪比強(qiáng)度為d的定時(shí)誤差，將第j′個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列u_j，記載為u_j，＝awgn(u_j，,d)，依次將n個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列進(jìn)行插值處理得到n個(gè)定時(shí)傳感器的含有定時(shí)誤差的采樣時(shí)間序列t_k，將所述采樣時(shí)間序列t_k所包含的時(shí)間信號(hào)分別代入步驟a中的葉片振動(dòng)信號(hào)y(t)的表達(dá)式中，獲得含有定時(shí)誤差的采樣幅值序列x(t_k)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于旋轉(zhuǎn)葉片葉尖定時(shí)信號(hào)的時(shí)-頻處理方法，其特征在于：在葉片振動(dòng)信號(hào)y(t)內(nèi)加入均值為0，一定幅值的隨機(jī)信號(hào)，從而將含噪的葉尖信號(hào)y(t)″表達(dá)式記載為y(t)″＝y(tǒng)(t)+h*rand(length(y),1)，h表示隨機(jī)信號(hào)的幅值大小，將第j′個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列u_j′記載為u_j，＝awgn(u_j，,d)，依次將n個(gè)定時(shí)傳感器的采樣時(shí)間序列進(jìn)行插值處理得到n個(gè)定時(shí)傳感器的含有定時(shí)誤差的采樣時(shí)間序列t_k，將所述采樣時(shí)間序列t_k所包含的時(shí)間信號(hào)分別代入葉片振動(dòng)信號(hào)y(t)″的表達(dá)式中獲得包含定時(shí)誤差和系統(tǒng)測量誤差的采樣幅值序列x(t_k)。