[發(fā)明專利]一種針對軋機軋鋼過程沖擊振動信號的預(yù)處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011297664.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112528753A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡翔;田秦
• 申請（專利權(quán)）人: 西安因聯(lián)信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q50/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種針對軋機軋鋼過程沖擊振動信號的預(yù)處理方法，包括以下步驟：步驟1，采集軋機設(shè)備零部件上的振動數(shù)據(jù)，從振動數(shù)據(jù)中提取振動異常因子特征；步驟2，判斷振動異常因子是否大于等于限定閾值，若滿足大于等于條件，則該組振動波形數(shù)據(jù)受軋機軋鋼沖擊影響，需將數(shù)據(jù)過濾刪除；反之，則該組振動波形數(shù)據(jù)正常，無需過濾，需保留。本發(fā)明實現(xiàn)了軋鋼過程沖擊振動信號的過濾預(yù)處理。本發(fā)明通過從振動信號中提取異常因子特征，用以表征信號中包含的沖擊波數(shù)量，進而通過沖擊波數(shù)量甄別軋鋼沖擊與設(shè)備真實異常故障，以此將軋鋼沖擊的振動信號過濾預(yù)處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測性維護領(lǐng)域，具體涉及一種針對軋機軋鋼過程沖擊振動信號的預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

目前鋼鐵冶金行業(yè)在制造領(lǐng)域占有越來越重要的地位，而軋鋼機械設(shè)備在鋼鐵冶金行業(yè)是常見的主機設(shè)備。軋機一般由驅(qū)動電機、齒輪機座、齒輪箱、主聯(lián)軸器等組成，軋機工作環(huán)境復(fù)雜多變，一般具有變速、變載、變工況的工作特點，導(dǎo)致軋機設(shè)備較易出現(xiàn)各類機械故障，最終影響整條產(chǎn)線正常運行導(dǎo)致嚴重的經(jīng)濟損失。因此軋機的運行狀態(tài)監(jiān)測主要手段為振動監(jiān)測，軋機天然工作特性使其在軋鋼過程中出現(xiàn)沖擊，振動傳感器將會拾取到軋鋼沖擊，軋鋼沖擊的存在導(dǎo)致該組振動信號提取的信號特征難以表征設(shè)備真實運行狀態(tài)，振動信號頻譜也難以區(qū)分設(shè)備中的真實周期性成分和故障頻譜成分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種針對軋機軋鋼過程沖擊振動信號的預(yù)處理方法，以解決上述問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種針對軋機軋鋼過程沖擊振動信號的預(yù)處理方法，包括以下步驟：

步驟1，采集軋機設(shè)備零部件上的振動數(shù)據(jù)，從振動數(shù)據(jù)中提取振動異常因子特征；

步驟2，判斷振動異常因子是否大于等于限定閾值，若滿足大于等于條件，則該組振動波形數(shù)據(jù)受軋機軋鋼沖擊影響，需將數(shù)據(jù)過濾刪除；反之，則該組振動波形數(shù)據(jù)正常，無需過濾，需保留。

進一步的，步驟1中，需檢測的振動數(shù)據(jù)來源于軋機設(shè)備關(guān)鍵零部件上安裝的振動傳感器所采集的振動信號；其中軋機設(shè)備關(guān)鍵零部件主要有軸承、減速箱齒輪；采集的振動信號包括：速度信號、加速度信號，采集到的振動信號記為vib。

進一步的，提取振動數(shù)據(jù)對應(yīng)的振動異常因子特征步驟如下：

1)初始化振動異常因子anmfactor為0；

2)對振動數(shù)據(jù)所有元素取絕對值，通過取絕對值，將振動波形向上翻折至非負方向，將有利于處理振動數(shù)據(jù)正負方向不完全對稱的數(shù)據(jù)，同時為計算異常因子做好預(yù)處理工作；

3)將振動數(shù)據(jù)vib規(guī)范化處理至0-10區(qū)間；規(guī)范化處理至0-10區(qū)間是后續(xù)向上取整數(shù)的預(yù)處理步驟；

4)將振動波形數(shù)據(jù)均分為K份，計算每一份數(shù)據(jù)的最大值，最終將所有計算得到的最大值組成峰值序列pkarr；

5)對pkarr所有元素向上取整得到整數(shù)峰值序列intpkarr；其中向上取整是針對包含小數(shù)的數(shù)值而言，具體為取大于該值最小的整數(shù)；

6)計算intpkarr數(shù)組的眾數(shù)pkmode和最大值pkmax；

7)判斷pkmax除以pkmode的結(jié)果是否大于異常閾值；若滿足，則繼續(xù)后續(xù)計算步驟；反之，則直接輸出振動異常因子結(jié)果；異常閾值取值大于等于2，即表示振動信號中的最大值與信號的眾數(shù)差異較大，倍數(shù)大于等于2；

8)獲取intpkarr中所有大于pkmode的元素對應(yīng)下標pkidxarr；

9)判斷pkidxarr數(shù)組長度是否大于1，若大于1，則繼續(xù)進入后續(xù)計算流程；反之，則將leaveonenum置0，并且直接進入步驟11計算異常因子；