一种同步分析方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种同步分析方法、装置及系统，其中所述方法包括：对目标振动信号进行采样，得到目标振动信号的时域离散信号，目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号，基于快速傅里叶变换，对时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号，基于轴运行的信号，对时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据，基于同步采样离散数据进行同步分析。通过本发明专利技术实施例，可以这样，基于快速傅里叶变换的带通滤波可以将轴速信息从包含轴相应的振动信号中提取出来。与传统的带通滤波方法相比，本发明专利技术具有频率选取灵活，滤波干净彻底，而且没有滤波器设计的发散问题。

A Synchronization Analysis Method, Device and System

【技术实现步骤摘要】
一种同步分析方法、装置及系统
本专利技术涉及机械振动分析与故障诊断领域，尤其涉及一种同步分析方法、装置及系统。
技术介绍
利用轴速信息分析包含有可旋转的轴的机械的振动信号是机械振动分析与故障诊断的重要手段，尤其是在变速运行的包含有可旋转的轴的机械中，轴速信息更为重要。然而在许多测量过程中，由于各种不同的原因，轴速信息与振动信息并不总是同时并同步获得的，且在大多测量过程中，包含有可旋转的轴的机械的振动响应往往包含轴的旋转信息以及高阶谐波。由于轴速信息并不总是能与振动信号同时获取，当轴速信息没有与目标振动信号同时测量而又需要进行同步分析时，其中的方法之一是从目标振动信号中提取轴速信息，因为，包含有可旋转的轴的机械在运行过程中有许多响应信息或响应信号包含了轴速信息(包括如轴转速响应以及高阶谐波等)。从目标振动信号中提取轴振动信息的常用方法是用带通滤波将与轴运行相关的信号从时域通过卷积的方式孤立出来。然而，当轴运行的信号较小时，必须采用高阶的滤波器，这样，会导致滤波器失稳发散，尤其在采样率较高而滤波器截止频率较低时更是如此，使得滤波不彻底。另外，上述滤波过程是一个卷积过程，在离散化的有限长度的信号中，端点的不准确性是难免的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种同步分析方法、装置及系统，以解决现有技术中导致滤波器失稳发散，使得滤波不彻底的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术实施例提供一种同步分析方法，包括：对目标振动信号进行采样，得到所述目标振动信号的时域离散信号，所述目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号；基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号；基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据；基于所述同步采样离散数据进行同步分析。可选地，所述基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号，包括：对所述时域离散信号进行快速傅里叶变换，得到相应的频域信号；根据轴速信息对应的频率范围对所述频域信号进行修正，得到修正后的频域信号；对所述修正后的频域信号进行快速傅里叶逆变换，得到轴响应信号；基于所述轴响应信号，确定轴运行的信号。可选地，所述基于所述轴响应信号，确定轴运行的信号，包括：对所述轴响应信号进行希尔伯特变换，得到分析函数；根据所述分析函数和轴速信息对应的频率范围，确定轴运行的信号。可选地，所述根据所述分析函数和轴速信息对应的频率范围，确定轴运行的信号，包括：根据轴速信息对应的频率范围，将所述分析函数的相位修正为轴运行的瞬时相位。可选地，所述基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据，包括：根据所述轴运行的瞬时相位，对所述时域离散信号进行等轴相位同步采样，得到同步采样离散数据。可选地，所述根据轴速信息对应的频率范围对所述频域信号进行修正，得到修正后的频域信号，包括：将所述轴速信息对应的频率范围以外的信号设置为0。根据本专利技术实施例还提供一种同步分析装置，包括：采样模块，用于对目标振动信号进行采样，得到所述目标振动信号的时域离散信号，所述目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号；滤波模块，用于基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号；同步采样模块，用于基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据；同步分析模块，用于基于所述同步采样离散数据进行同步分析。可选地，所述滤波模块，包括：第一变换单元，用于对所述时域离散信号进行快速傅里叶变换，得到相应的频域信号；修正单元，用于根据轴速信息对应的频率范围对所述频域信号进行修正，得到修正后的频域信号；第二变换单元，用于对所述修正后的频域信号进行快速傅里叶逆变换，得到轴响应信号；信号确定单元，用于基于所述轴响应信号，确定轴运行的信号。可选地，所述信号确定单元，用于对所述轴响应信号进行希尔伯特变换，得到分析函数；根据所述分析函数和轴速信息对应的频率范围，确定轴运行的信号。可选地，所述信号确定单元，用于根据轴速信息对应的频率范围，将所述分析函数的相位修正为轴运行的瞬时相位。可选地，所述同步采样模块，用于根据所述轴运行的瞬时相位，对所述时域离散信号进行等轴相位同步采样，得到同步采样离散数据。可选地，所述修正单元，用于将所述轴速信息对应的频率范围以外的信号设置为0。根据本专利技术实施例还提供一种同步分析系统，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行以下操作：对目标振动信号进行采样，得到所述目标振动信号的时域离散信号，所述目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号；基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号；基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据；基于所述同步采样离散数据进行同步分析。根据本专利技术的技术方案，通过对目标振动信号进行采样，得到目标振动信号的时域离散信号，目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号，基于快速傅里叶变换，对时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号，基于轴运行的信号，对时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据，基于同步采样离散数据进行同步分析，这样，基于快速傅里叶变换的带通滤波可以将轴速信息从包含轴相应的振动信号中提取出来。与传统的带通滤波方法相比，本技术方案具有频率选取灵活，滤波干净彻底，而且没有滤波器设计的发散问题，并为无法直接测得轴速信息的变频运行的旋转机械的振动分析和故障诊断提供了可实现方法。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的一种同步分析方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的一种周期性实函数的快速傅里叶变换谱的性质-N为偶数的情形示意图；图3是根据本专利技术实施例的一种周期性实函数的快速傅里叶变换谱的性质-N为奇数的情形示意图；图4是根据本专利技术实施例的另一实施例的同步分析方法的流程图；图5A是根据本专利技术实施例的一种目标振动信号及其频谱示意图；图5B是根据本专利技术实施例的一种实际轴速度变化示意图；图5C是根据本专利技术实施例的一种快速傅里叶逆变换滤波后的实部与虚部示意图；图5D是根据本专利技术实施例的一种快速傅里叶逆变换信号谱的示意图；图5E是根据本专利技术实施例的一种轴响应信号的相位示意图；图5F是根据本专利技术实施例的一种快速傅里叶逆变换计算轴速与实测轴速的比较示意图；图6A是根据本专利技术实施例的一种风机加速度响应及轴速度响应示意图；图6B是根据本专利技术实施例的一种轴速度响应信号的瞬时相位示意图；图6C是根据本专利技术实施例的一种合成的轴键相响应示意图；图6D是根据本专利技术实施例的一种同步平均响应示意图；图6E是根据本专利技术实施例的一种同步平均阶次谱示意图；图7是根据本专利技术实施例的一种同步分析装置的结构示意图；图8是根据本专利技术实施例的一种同步分析系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步分析方法，其特征在于，包括：对目标振动信号进行采样，得到所述目标振动信号的时域离散信号，所述目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号；基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号；基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据；基于所述同步采样离散数据进行同步分析。

【技术特征摘要】
1.一种同步分析方法，其特征在于，包括：对目标振动信号进行采样，得到所述目标振动信号的时域离散信号，所述目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的振动信号；基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号；基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据；基于所述同步采样离散数据进行同步分析。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于快速傅里叶变换，对所述时域离散信号进行滤波处理，得到轴运行的信号，包括：对所述时域离散信号进行快速傅里叶变换，得到相应的频域信号；根据轴速信息对应的频率范围对所述频域信号进行修正，得到修正后的频域信号；对所述修正后的频域信号进行快速傅里叶逆变换，得到轴响应信号；基于所述轴响应信号，确定轴运行的信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述轴响应信号，确定轴运行的信号，包括：对所述轴响应信号进行希尔伯特变换，得到分析函数；根据所述分析函数和轴速信息对应的频率范围，确定轴运行的信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述分析函数和轴速信息对应的频率范围，确定轴运行的信号，包括：根据轴速信息对应的频率范围，将所述分析函数的相位修正为轴运行的瞬时相位。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述轴运行的信号，对所述时域离散信号进行同步采样，得到同步采样离散数据，包括：根据所述轴运行的瞬时相位，对所述时域离散信号进行等轴相位同步采样，得到同步采样离散数据。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据轴速信息对应的频率范围对所述频域信号进行修正，得到修正后的频域信号，包括：将所述轴速信息对应的频率范围以外的信号设置为0。7.一种同步分析装置，其特征在于，包括：采样模块，用于对目标振动信号进行采样，得到所述目标振动信号的时域离散信号，所述目标振动信号为包含有可旋转的轴的机械产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗华耿，俞伟林，胡婷，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11