[發明專利]一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法及系統

在審

• 申請號: 202310197895.1
• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN116164919A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 王秀剛;陳大偉;曹曉寧;戰申;黃超
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，包括：

針對帶有力傳感器的偏心電動機，對電動機工作信號進行分析識別得其工作轉速；

以識別出的偏心電動機工作轉速為激勵，對待識別機電系統進行傳遞函數標定；

采集電動機穩定工作時待識別機電系統上吊掛附近的振動信號；

對振動信號進行載荷識別，得到對電動機工作狀態的激勵力的幅值和位置坐標。

2.如權利要求1所述的一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，對電動機工作信號進行分析求得其工作轉速，具體步驟為：

在含有電動機的設備和基礎連接處，放置振動傳感器，用于采集電動機工作時的加速度信號；

對加速度信號進行快速傅里葉分解，識別電動機工作轉速。

3.如權利要求1所述的一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，對待識別系統進行傳遞函數標定，具體步驟為：

在電動機所在設備上規劃N個響應測試點，響應采集方向為垂向，且分散布置于吊掛設備的角點處，響應測試點同時也是激勵點；

系統標定：在第1個激勵點處，安裝可測激振力的偏心電機，同時采集第1～N個響應點的加速度信號、激勵點的力信號；

重復系統標定步驟，并保持采樣率不變，激勵其余第2～N個點，記錄激勵點的力信號及響應點的加速度信號；

求出所有激勵點的力信號的均方根值；

基于均方根值求出單位激勵力下的響應信號，即為標定后的時域傳遞函數。

4.如權利要求3所述的一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，得到標定后的時域傳遞函數后，還包括：將各個傳遞函數初始相位與長度統一化，具體為：

截取時域傳遞函數中平穩狀態的一段，要求起始點為波峰、截止點為波谷、數據點數量一致。

5.如權利要求1所述的一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，采集電動機穩定工作時待識別機電系統上吊掛附近的振動信號的具體方式為：

在N個測試點上分別布置振動傳感器，采集含有電動機設備穩定運行狀態下的加速度信號即振動信號。

6.如權利要求1所述的一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，對振動信號進行載荷識別的步驟為：

安裝有電動機的設備在穩定運行狀態，采用標定系數擬合的1～N點的加速度信號；

采用權重系數擬合的1～N點的加速度信號和實際測量得到的系統響應之間的殘差；

求解殘差最小化問題，得到權重系數；

基于權重系數得到電動機的激勵力的幅值以及空間坐標。

7.如權利要求6所述的一種電動機在安裝狀態下的載荷識別方法，其特征是，求解殘差最小化問題時采用逐點比較法。

8.一種電動機在安裝狀態下的載荷識別系統，其特征是，包括：

信號識別模塊，被配置為：針對帶有力傳感器的偏心電動機，對電動機工作信號進行分析識別得其工作轉速；

傳遞函數標定模塊，被配置為：以識別出的偏心電動機工作轉速為激勵，對待識別機電系統進行傳遞函數標定；

振動信號采集模塊，被配置為：采集電動機穩定工作時待識別機電系統上吊掛附近的振動信號；

載荷識別模塊，被配置為：對振動信號進行載荷識別，得到對電動機工作狀態的激勵力的幅值和位置坐標。

9.一種計算機裝置,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征是，所述處理器執行所述程序時實現上述權利要求1-7任一所述的方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征是，該程序被處理器執行時執行上述權利要求1-7任一所述的方法的步驟。