[发明专利]一种基于支持向量数据描述的转子系统异常检测方法

权利要求书

1.一种基于支持向量数据描述的转子系统异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、利用传感器采集转子正常状态运行下的数据，并构成正常数据集；

步骤二、提取正常数据集中的15个时域特征与4个频域特征；将15个时域特征与4个频域特征，共19个参数特征组成的特征参数矩阵作为支持向量数据描述模型的训练集；

步骤三、对支持向量数据描述模型进行训练，得到正常数据样本训练情况下的超球体半径，并保存训练好的支持向量数据描述模型；

步骤四、利用传感器在线实时采集转子故障状态运行下的运行振动数据，对所述运行振动数据进行时域及频域特征提取，作为测试集，所述测试集与训练集构成相同，由15个时域特征与4个频域特征组成；

步骤五、将测试集输入步骤三中的训练好的支持向量数据描述模型中，计算测试集中各个样本与球心之间的距离，并与正常样本情况下的超球体半径相比较，若超出正常样本下的半径阈值，则判定为设备异常，否则为正常设备。

2.根据权利要求1所述的一种基于支持向量数据描述的转子系统异常检测方法，其特征在于，步骤二所述的15个时域特征如下：

(1)平均值

平均值的表达式为：

(2)均方值

均方值的表达式为：

(3)方差与标准差σ_x

其中方差的表达式为：

其中标准差的表达式为：

(4)方根幅值X_ra

方根幅值的表达式为：

(5)平均幅值

平均幅值的表达式为：

(6)均方幅值X_rms

均方幅值的表达式为：

(7)峰值X_P

峰值代表信号幅值中的瞬时单峰最大值，表达式为：

X_P＝E(max|x_i|)

(8)峰峰值X_pp

峰峰值的表达式为：

X_pp＝max(x_i)-min(x_i)

(9)波形指标W

波形指标具有稳定性好、敏感性差的特点，其表达式为：

(10)峰值指标I_P

峰值指标的表达式为：

(11)脉冲指标C_f

脉冲指标的表达式为：

(12)裕度指标C_e

裕度指标的表达式为：

(13)偏斜度S_c

偏斜度的表达式为：

(14)峭度C_q

峭度指标的表达式为：

上述各式中，N为所采集振动信号的总数；x_i为第i个信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于支持向量数据描述的转子系统异常检测方法，其特征在于，步骤二所述的4个频域特征表达式依次如下：

式中，N为所采集振动信号的总数；s(x_i)为第i个信号的频域幅值；F₁表示频域振动能量的大小；F₂表示信号频谱与该信号频谱均值之间的偏离程度；F₃表示信号频谱相对均值不对称的程度；F₄表示信号在均值处峰值的高低。