【技术实现步骤摘要】
一种基于EMD的活塞式发动机冲击特征提取方法
本专利技术属于活塞式发动机故障特征提取
，涉及一种基于EMD的活塞式发动机冲击特征提取方法。
技术介绍
以汽油机、柴油机、燃气发动机为代表的活塞式发动机，具有气缸多、结构紧凑、振动大，冲击干扰强烈等特点。由于不同气缸振动冲击信号相互叠加，振动波形噪声、冲击耦合强烈，故障特征提取和诊断难度较大。对现有发动机振动冲击特征提取方法进行调研、查阅，发现已开展了大量研究，形成了较多成果。具体如下：《基于振动时频图像全局和局部特征融合的柴油机故障诊断》中采用平滑伪魏格纳分布(SPWVD)时频分析方法得到柴油机缸盖信号的等高线时频图像，然后将图像转化为灰度图并进行压缩；然后通过核主成分分析(KPCA)和局部非负矩阵分解(LNMF)分别提取全局特征和局部特征；最后通过独立分量分析(ICA)降维形成新的融合特征向量。《基于高阶累积量图像特征的柴油机故障诊断研究》中截取柴油机的6个工作循环的振动信号进行三阶累积量计算，然后累加取平均生成单个工作循环的三阶累积量图像，最后通过计算三阶累积量图像的灰度共生矩阵提取出了三个方向共18个图像...
【技术保护点】
1.一种基于EMD的活塞式发动机冲击特征提取方法，其特征在于包括以下步骤：1)在发动机气缸缸盖位置采集整周期振动信号记为V(i)，i代表波形采样点数，总数记为I；若发动机为四冲程，则V(i)采集曲轴转动720度的振动波形，若发动机为二冲程，则V(i)采集曲轴转动360度的振动波形，保证信号V(i)与发动机工作周期一致；2)对V(i)进行EMD分解，得到各阶IMF分量，第j阶IMF分量记为M(i,j)；计算各阶IMF分量M(i,j)与原振动信号V(i)的相关系数R(j)，取R(j)≥0.5的所有IMF分量，重构信号得到V'(i)；3)利用发动机整周期振动信号V(i)自适应提取...
【技术特征摘要】
1.一种基于EMD的活塞式发动机冲击特征提取方法，其特征在于包括以下步骤：1)在发动机气缸缸盖位置采集整周期振动信号记为V(i)，i代表波形采样点数，总数记为I；若发动机为四冲程，则V(i)采集曲轴转动720度的振动波形，若发动机为二冲程，则V(i)采集曲轴转动360度的振动波形，保证信号V(i)与发动机工作周期一致；2)对V(i)进行EMD分解，得到各阶IMF分量，第j阶IMF分量记为M(i,j)；计算各阶IMF分量M(i,j)与原振动信号V(i)的相关系数R(j)，取R(j)≥0.5的所有IMF分量，重构信号得到V'(i)；3)利用发动机整周期振动信号V(i)自适应提取冲击特征判断门限值S；4)对信号V'(i)取绝对值，再与S进行比较，当V'(i)大于等于S时，V'(i)保持不变，当V'(i)小于S时，V'(i)＝0；5)提取信号V'(i)大于0的所有元素，数量为n，以这些元素的坐标i，从小到大排列，组成一个新的数列Z(k)＝i，k＝1,2,3…n；6)计算数列Z(k)中每个元素之间的两两距离L(k1,k2)＝|Z(k1)-Z(k2)|，k1与k2的取值范围是1到n，组成一个n×n矩阵L；由矩阵L对信号V'(i)大于0的所有元素进行聚类，形成Num个冲击组，以冲击组的数量Num作为发动机气缸缸盖振动的冲击次数，提取每个冲击组的持续宽度W(o)，o＝1,2,3…Num；7)对发动机每个气缸，进行上述1)到6)步的计算过程，获得每个气缸缸盖振动的冲击次数与每个冲击组的持续宽度、冲击的最大峰值，对比一段时间内每个气缸冲击次数与每个冲击组持续宽度的变化，若存在某个气缸的冲击次数超过所有气缸冲击次数平均值的1.5倍，或存在某个气缸第o个冲击组持续宽度超过所有气缸第o个冲击组持续宽度平均值的1.5倍，可判定该气缸运行状态存在异常，需重点关注或安排检修。2.根据权利要求1中所述的一种基于EMD的活塞式发动机冲击特征提取方法，其特征在于所述步骤2)中的重构方法与相关系数计算方法：对j＝1到l，R(j)≥0.5；对j＝l+1，R(j)<0.5；l代表某阶IMF分量；R(j)采用以下计算方法为：1)将...
【专利技术属性】
技术研发人员：张进杰，孙旭，茆志伟，江志农，赵南洋，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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