[发明专利]基于稀疏分段拟合与积分逼近的无转速计阶比分析方法

说明书

技术领域

本发明属于旋转机械状态监测与诊断领域，尤其涉及一种无转速计阶比分析方法。

背景技术

变速器作为一种旋转机械，是车辆装备重要动力传输装置，其状态的好坏直接影响机械设备的正常运转，甚至造成更大的经济损失，采用有效方法对变速器进行状态监测，并及时诊断出早起微弱故障，对减少经济损失，维持设备高效运行，具有十分重要的现实意义。

变速器状态监测与诊断方法有多种，其中振动分析方法因其便于在线或离线监测，被广泛应用。变速器早期故障振动特征微弱，稳态运行时难以充分体现微弱故障特征；维修专家经验表明，变速器变转速运行时的振动信号更能有效暴露微弱故障特征，但需要有效的非平稳信号分析方法进行特征提取。阶比跟踪是工程实际中常用的旋转机械变转速过程信号分析方法，其关键是要根据转速信息将等时间采样信号重采样成等角度采样信号，当不具备转速脉冲信号时，应用受限。

无转速计阶比分析，根据振动信号估计转速信息，再等角度重采样，该方法不需要安装转速采集装置，能分析现场没有同步采集转速信号的离线振动信号，在旋转机械变转速过程分析中得到越来越广泛的应用。无转速计阶比的原理及其存在的问题如下：

1.无转速计阶比分析原理

无转速计阶比分析方法根据估计出的瞬时频率，计算等角度采样时刻，通过插值实现等角度重采样，具体实现过程如下:

(1)采用瞬时频率估计方法，估计出参考轴瞬时频率，对该瞬时频率进行多项式拟合，假设采用3阶多项式拟合，则有：

f(t)＝at³+bt²+ct+d   (1)

(2)确定最大分析阶次O_max；

(3)计算等角度采样间隔Δθ，依据采样定理，等角度采样率需大于或等于最大分析阶次的两倍，因此：

Os≥2Omax,Os=2πΔθ≥2Omax,Δθ≤πOmax---(2)]]>

(4)计算重采样后数据的长度N：

2π∫0Tf(t)dt=NΔθ---(3)]]>

式中，T为采样总时间，f(t)为频率拟合函数。

(5)计算重采样时刻T_n：