直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法和装置。所述方法包括：获取直流电机的N个时刻的电压值、电流值和转速信号；根据每个时刻的电压值和电流值，获得每个时刻的功率值；根据每个时刻的功率值和转速信号，获取直流电机每旋转预设角度所消耗的能量；根据直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征；根据该故障特征获得所述直流电机及所述机械设备的故障检测结果。该方法准确获取了故障特征，进而可准确地检测直流电机及所述机械设备是否出现故障，以保证直流电机及所述机械设备的正常运行。

Fault detection method and device of DC motor and its driven mechanical equipment

【技术实现步骤摘要】
直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法和装置
本申请实施例涉及机械故障诊断领域，尤其涉及一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法和装置。
技术介绍
目前，电机本体、轴承以及齿轮箱等机械设备的特征提取和诊断已成为研究机械设备的关键，对机械设备进行故障诊断，可预防事故的放生，并且能够为机械设备的制造和维护提供参考。为了准确诊断机械设备的故障，首先要获取机械设备的故障特征，然后将该特征与机械设备正常运行情况下对应的特征相比，就可确定出该机械设备是否出现了故障。其中，现有技术中的机械设备的故障特征是基于交流电机定子电流的电机电流特征分析法(MotorCurrentSignatureAnalysis，MCSA)和三相定子电流Park矢量分析法等来提取的。但是上述方法不适用于直流电机的机械设备的故障特征提取。
技术实现思路
本申请实施例提供一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法和装置，用于解决机械设备现有故障特征提取方法不适用于直流电机驱动系统的问题。第一方面，本申请实施例提供一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法，包括：获取直流电机的N个时刻的电压值、电流值和转速信号，所述N为大于等于2的整数，所述转速信号由所述N个时刻的转速值获得；根据每个时刻的电压值和电流值，获得每个时刻的功率；根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量；根据所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征；根据所述故障特征，获得所述直流电机及所述机械设备的故障检测结果。可选地，所述根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，包括：根据每个时刻的转速值，从所述N个时刻获取转速信号的脉冲到达时刻为K个时刻，K为小于等于N的正整数；获得K个时刻中每个时刻的角速度；根据所述K个时刻中每个时刻的角速度，确定目标时间段内所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻，所述目标时刻段为所述K个时刻对应时间段；根据所述N个时刻的功率以及所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻，获得所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量。可选地，所述根据每个时刻的转速值，从所述N个时刻获取转速信号的脉冲到达时刻为K个时刻，包括：将所述转速信号中所述N个时刻中大于预设转速值的转速值设置为第一转速值；将所述转速信号中所述N个时刻中小于预设转速值的转速值设置为第二转速值；将所述第一转速值对应的时刻确定为转速信号的脉冲到达时刻。可选地，所述方法还包括：根据所述转速信号，获取转速信号的峰峰值和平均值；根据所述转速信号的峰峰值和平均值，确定所述预设转速信号值。可选地，所述获得K个时刻中每个时刻的角速度，包括：根据所述K个时刻中第i-1时刻到第i时刻的旋转角度，确定第i时刻的数字差分；根据第i时刻的数字差分，确定第i时刻的角速度；其中，i为大于等于1且小于等于K的整数。可选地，所述根据所述K个时刻中每个时刻的角速度，确定目标时间段内所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻，包括：根据所述K个时刻中第i时刻的角速度、第i-1时刻的角速度、第i个时刻与第i-1时刻的时间间隔，确定第i时刻的角加速度；根据第i时刻的角速度、角加速度，确定从第i-1时刻开始每旋转预设角度时对应的时刻。可选地，根据所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征，包括：对所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量进行傅里叶变换或频谱估计处理得到频谱；根据所述频谱，确定故障特征。第二方面，本申请实施例提供一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测装置，包括：获取模块，用于获取直流电机的N个时刻的电压值、电流值和转速信号，所述N为大于等于2的整数，所述转速信号由所述N个时刻的转速值获得；处理模块，用于根据每个时刻的电压值和电流值，获得每个时刻的功率值；根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量；根据所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征；检测模块，用于根据所述故障特征，获得所述直流电机及所述机械设备的故障检测结果。可选地，所述处理模块，具体用于：根据每个时刻的转速值，从所述N个时刻获取转速信号的脉冲到达时刻为K个时刻，K为小于等于N的正整数；获得K个时刻中每个时刻的角速度；根据所述K个时刻中每个时刻的角速度，确定目标时间段内所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻，所述目标时刻段为所述K个时刻对应时间段；根据所述N个时刻的功率以及所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻，获得所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量。可选地，所述处理模块，具体用于：将所述转速信号中所述N个时刻中大于预设转速值的转速值设置为第一转速值；将所述转速信号中所述N个时刻中小于预设转速值的转速值设置为第二转速值；将所述第一转速值对应的时刻确定为转速信号的脉冲到达时刻。可选地，所述处理模块，还用于：根据所述转速信号，获取转速信号的峰峰值和平均值；根据所述转速信号的峰峰值和平均值，确定所述预设转速值。可选地，所述处理模块，具体用于：根据所述K个时刻中第i-1时刻到第i时刻的旋转角度，确定第i时刻的数字差分；根据第i时刻的数字差分，确定第i时刻的角速度；其中，i为大于等于1且小于等于K的整数。可选地，所述处理模块，具体用于：根据所述K个时刻中第i时刻的角速度、第i-1时刻的角速度、第i个时刻与第i-1时刻的时间间隔，确定第i时刻的角加速度；根据第i时刻的角速度、角加速度，确定从第i-1时刻开始每旋转预设角度时对应的时刻。可选地，所述处理模块，具体用于：对所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量进行傅里叶变换或频谱估计处理得到频谱；第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储程序指令；处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，执行如本申请第一方面所述的直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法。第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请第一方面所述的直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法。本申请提供一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法和装置。通过获取直流电机的N个时刻的电压值、电流值和转速信号，根据每个时刻的电压值和电流值，获得每个时刻的功率值；再根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量；然后根据所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征；根据该故障特征获得所述直流电机及所述机械设备的故障检测结果，准确地检测直流电机及所述机械设备是否出现故障，以保证直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法，其特征在于，包括：/n获取直流电机的N个时刻的电压值、电流值和转速信号，所述N为大于等于2的整数，所述转速信号由所述N个时刻的转速值获得；/n根据每个时刻的电压值和电流值，获得每个时刻的功率值；/n根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量；/n根据所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征；/n根据所述故障特征，获得所述直流电机及所述机械设备的故障检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流电机及其驱动的机械设备的故障检测方法，其特征在于，包括：
获取直流电机的N个时刻的电压值、电流值和转速信号，所述N为大于等于2的整数，所述转速信号由所述N个时刻的转速值获得；
根据每个时刻的电压值和电流值，获得每个时刻的功率值；
根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量；
根据所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，确定故障特征；
根据所述故障特征，获得所述直流电机及所述机械设备的故障检测结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个时刻的功率值和转速信号，获取所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量，包括：
根据每个时刻的转速值，从所述N个时刻获取转速信号的脉冲到达时刻为K个时刻，K为小于等于N的正整数；
获得K个时刻中每个时刻的角速度；
根据所述K个时刻中每个时刻的角速度，确定目标时间段内所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻；
根据所述N个时刻的功率以及所述直流电机每旋转预设角度时对应的时刻，获得所述直流电机每旋转预设角度所消耗的能量。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每个时刻的转速值，从所述N个时刻获取转速信号的脉冲到达时刻为K个时刻，包括：
将所述转速信号中所述N个时刻中大于预设转速值的转速值设置为第一转速值；
将所述转速信号中所述N个时刻中小于预设转速值的转速值设置为第二转速值；
将所述第一转速值对应的时刻确定为转速信号的脉冲到达时刻。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述转速信号，获取转速信号的峰峰值和平均值；
根据所述转速信号的峰峰值和平均值，确定所述预设转速值。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得K个时刻中每个时刻的角速度，包括：
根据所述K个时刻中第i-1时刻到第i时刻的旋转角...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鲲鹏，李雅婧，
申请(专利权)人：北京昊鹏智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11