【技术实现步骤摘要】
一种基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法
本专利技术属于信号处理和特征提取领域，尤其是涉及一种基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法。
技术介绍
空化是螺旋桨运行中的常见问题。空化的产生和发展不仅影响流道内速度分布，使螺旋桨工况变坏、效率降低，而且影响其动态响应，长时间的空化还可能严重损伤叶轮等过流部件。寻找适当的故障诊断、识别方法，对于有效地控制螺旋桨空化具有重要意义。空化状态识别是螺旋桨状态监测的难点之一，目前信号处理领域常用的旋转机械故障检测方法主要有傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换、第二代小波变换和多小波变换等，可以说都是基于内积原理的特征波形基函数信号分解，旨在灵活运用与特征波形相匹配的基函数去更好地处理信号，提取故障特征，从而实现故障诊断。但是，现有技术中存在以下缺点和不足：傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换、第二代小波变换和多小波变换等故障检测的方法都建立在假设信号是平稳信号的基础上，而现实中往往是非平稳信号，从而这些检测方法都有不合理的地方，不合实际。另一方...
【技术保护点】
1.一种基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法，其特征在于，包括：/n(1)采集不同空化状态下的水下螺旋桨噪声信号；/n(2)将采集的噪声信号导入程序，用快速循环平稳特征函数计算，得到循环密度谱；/n(3)将得到的循环密度谱进行归一化后得到循环相干谱，然后进一步积分平均构建对数坐标下的增强包络谱；/n(4)根据得到的增强包络谱判断特征频率，选择其对应时间周期的整数倍，对源数据进行改进的时域平均；/n(5)对改进的时域平均后的信号进行集合经验模态分解EEMD，得到对应的固有模态函数IMF；/n(6)采用恒虚警率检测统计不同空化状态、不同阶数的固有模态函数的脉冲频率；...
【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法，其特征在于，包括：
(1)采集不同空化状态下的水下螺旋桨噪声信号；
(2)将采集的噪声信号导入程序，用快速循环平稳特征函数计算，得到循环密度谱；
(3)将得到的循环密度谱进行归一化后得到循环相干谱，然后进一步积分平均构建对数坐标下的增强包络谱；
(4)根据得到的增强包络谱判断特征频率，选择其对应时间周期的整数倍，对源数据进行改进的时域平均；
(5)对改进的时域平均后的信号进行集合经验模态分解EEMD，得到对应的固有模态函数IMF；
(6)采用恒虚警率检测统计不同空化状态、不同阶数的固有模态函数的脉冲频率；
(7)将上述脉冲频率作为特征矩阵，经BP神经网络训练识别后得到空化状态的判断。
2.根据权利要求1所述的基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的循环平稳特征函数为：
其中，α为循环频率、f为频谱频率；x为待测信号；X为信号x的频谱；X*表示的X共轭复数；E(·)为数学期望；其中，x的调幅模型的数学表达为：
其中，Ai为各特征频率对应的幅度；αi为特征频率的2倍；t表示时间；N表示数目；v(t)表示背景噪声。
3.根据权利要求1所述的基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法，其特征在于，步骤(3)中，所述循环相干谱的数学表达式为：
其中，为有气泡工况对应的循环相干谱，为有气泡工况对应的循环密度谱，为有气泡工况对应下循环频率为0的循环密度谱。
4.根据权利要求1所述的基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法，其特征在于，步骤(3)中，构建对数坐标下的增强包络谱具体步骤为：
(3-1)计算增强包络谱各个循环频率对应的函数值；所述的增强包络谱的数学表达式为：
其中，为有气泡工况对应的循环相干谱；
(3-2)将函数值通过取10的对数计算得到声压级，根据得到的对数函数值范围，设置取值区间，将剩余的对数函数值赋值为对应的最值；
(3-3)根据对应的坐标点和函数值，构建对数坐标下的增强包络谱。
5.根据权利要求1所述的基于脉冲频率特征模式识别的螺旋桨空化程度识别方法，其特征在于，步骤(4)中，所述改进的时域平均的公式如下：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：初宁，童威棋，吴大转，曹琳琳，车邦祥，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。