[发明专利]一种振动加速度信号的加窗积分转换方法

权利要求书

1.一种振动加速度信号的加窗积分转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)加速度数据的获取

通过加速度传感器测量热电厂汽轮机轴瓦松动振动，获得加速度数据；

(2)基于自回归数学模型延拓加速度两端数据

设置预测阶数M和预测点数K，对加速度数据建立M阶的自回归数学模型，并利用建立的数学模型来分析加速度数据的变化规律，进而在加速度数据两端进行K点数的数据延拓；

(3)基于窗函数的边界振荡抑制

通过加窗减小加速度数据边界的幅值，使加速度数据的边沿处为0，呈现出连续的加速度数据波形；

(4)基于时域和频域的一次积分转换

根据时域和频域积分原理分别对加窗后的加速度数据进行时域一次积分和频域一次积分，得到相应的速度信号。

2.根据权利要求1所述的一种振动加速度信号的加窗积分转换方法，其特征在于，步骤(2)中M阶的自回归数学模型如下式所示：

x_k＝φ₁x_k-1+φ₂x_k-2+...+φ_Mx_k-M+b_k

其中：x_k-1～x_k-M为第k-1～k-M时刻的观测值；b_k为随机干扰；φ₁～φ_M为对应观测值的自回归系数。

3.根据权利要求1所述的一种振动加速度信号的加窗积分转换方法，其特征在于，步骤(3)中加窗所采用的窗函数为三角窗，具体的时域表达式以及频域表达式如下式所示：

其中：

其中，n为第n个数据点；N为数据点数；j为虚数单位；ω代表频率。

4.根据权利要求3所述的一种振动加速度信号的加窗积分转换方法，其特征在于，步骤(4)中频域积分原理如下式所示：

其中：

式中：f_d和f_u分别为下限截止频率和上限截止频率；X(n)为a(t)的傅里叶变换；Δf为频率分辨率；τ为时间变量t的积分哑元；a(t)为加速度信号在频率ω处的傅里叶分量；A为对应a(t)的系数；v(t)为速度信号在频率ω处的傅里叶分量；v(n)为一次数值积分。

5.根据权利要求4所述的一种振动加速度信号的加窗积分转换方法，其特征在于，步骤(4)中时域积分采用的是辛普森数值积分方法，积分公式如下式所示：

其中：x(n)为第n个离散振动加速度数据；Δt为采样时间步长；a为积分区间下限；b为积分区间上限；f为积分区间内的函数。