基于小波函数相关性的转速传感器故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于小波函数相关性的转速传感器故障诊断方法及系统，属于工业传动的故障诊断领域，包括：将具有窄时窗特性的小波时间序列与转速传感器输出的转速信号时间序列在时域上作互相关函数计算，以反映转速在时域上的变化特点；在时域上平移小波时间序列，再与转速信号作互相关函数计算，循环直至平移的小波时间序列完全覆盖转速信号的时段，以得到互相关函数随时间变化的序列，即互相关函数数组；在互相关函数数组中的超过阈值的点附近，统计转速信号等于零的频率，并根据频率约为0.5的点的个数得到转速信号的突变次数；根据突变次数以及历史状态判断转速传感器的当前状态。本发明专利技术能够提高转速传感器故障诊断的通用性和抗干扰能力。

Fault diagnosis method and system of speed sensor based on wavelet function correlation

【技术实现步骤摘要】
基于小波函数相关性的转速传感器故障诊断方法及系统
本专利技术属于工业传动的故障诊断领域，更具体地，涉及一种基于小波函数相关性地转速传感器故障诊断方法及系统。
技术介绍
工业传动领域，对电机转速的有效控制一般来说是建立在转速传感器高精度位置或转速检测的基础上的。在一些恶劣的工况中，例如震动剧烈、潮湿以及沙尘环境中，转速传感器容易发生断线或间歇性断线的故障，此时电机转速失控，容易引起传动系统解列、转轴故障等问题。因而，对转速传感器的状态及故障类型进行有效的判断可以有效及时地从系统层面上对传动系统整体运行状态进行把控，从而降低转速传感器损坏对系统的不利影响。同时，转速传感器故障诊断还可以降低系统的检修维护成本，实现故障点准确定位、智能预警的功能。并且在一些对持续运行有需求的传动场合，对转速传感器状态的实时诊断、预测能否在故障发生时立刻使变频器切换至无速度传感器驱动工况下，保证了系统的连续运行。综上所述，转速传感器的故障诊断在工业传动领域中具有实用价值。现有专利提出的转速传感器故障诊断方法具有以下不足：1)适用性差：专利CN2013101455本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小波函数相关性的转速传感器故障诊断方法，其特征在于，包括：/n(1)在当前转速传感器故障诊断中，初始化m＝0、转速突变计数为DropNum＝0、最近一次检测到故障点的时刻与当前时刻之间的时间间隔为JudgeWaitingTimer＝0、检测到新的故障起点的标志为TimerPlusFlag＝False，以表示未检测到新的故障起点，并采集转速传感器输出的转速信号时间序列S；/n(2)在m时刻，计算转速信号时间序列S上[m,m+N]区间内的子序列与预定义的小波时间序列W的互相关函数值CR[m]，用于衡量m时刻转速信号变化的剧烈程度；N<T，N和T分别为小波时间序列W和转速信号时间序...

【技术特征摘要】
1.一种基于小波函数相关性的转速传感器故障诊断方法，其特征在于，包括：
(1)在当前转速传感器故障诊断中，初始化m＝0、转速突变计数为DropNum＝0、最近一次检测到故障点的时刻与当前时刻之间的时间间隔为JudgeWaitingTimer＝0、检测到新的故障起点的标志为TimerPlusFlag＝False，以表示未检测到新的故障起点，并采集转速传感器输出的转速信号时间序列S；
(2)在m时刻，计算转速信号时间序列S上[m,m+N]区间内的子序列与预定义的小波时间序列W的互相关函数值CR[m]，用于衡量m时刻转速信号变化的剧烈程度；N<T，N和T分别为小波时间序列W和转速信号时间序列S的长度；
(3)若CR[m]>thre，且JudgeWaitingTimer＝0，则转入步骤(4)；否则，转入步骤(6)；thre为预设的阈值；
(4)设置标志TimerPlusFlag＝True，以表示检测到一个新的故障起点；
(5)计算转速信号时间序列S上[m-ΔN,m+ΔN]区间内转速信号为0的频率P(Speed＝0)，若P(Speed＝0)∈[0.5-δ,0.5+δ]，则将转速突变计数DropNum加1后，转入步骤(6)；否则，直接转入步骤(6)；δ<0.5为预设的邻域半径，ΔN≤N；
(6)若TimerPlusFlag＝True，则将时间间隔JudgeWaitingTimer加1后，转入步骤(7)；否则，直接转入步骤(7)；
(7)若时间间隔JudgeWaitingTimer>N，则将时间间隔JudgeWaitingTimer重置为0，以表示可以进行下一次故障检测，并设置标志TimerPlusFlag＝False，以表示未检测到新的故障起点，之后转入步骤(8)；否则，直接转入步骤(8)；
(8)将m加1后，若m>T-N，则转入步骤(9)；否则，转入步骤(2)，以开始下一时刻的检测；
(9)将上一轮转速传感器故障诊断中得到的转速传感器状态作为历史状态，根据历史状态以及转速突变计数DropNum识别转速传感器的当前状态，从而完成当前的转速传感器故障诊断。


2.如权利要求1所述的基于小波函数相关性的转速传感器故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(9)包括：
(91)若转速传感器的历史状态为无故障，则转入步骤(92)；若历史状态为间歇性故障且未恢复正常，则转入步骤(93)；若历史状态为间歇性故障且已恢复正常，则转入步骤(94)；若历史状态为断线故障，则转入步骤(95)；
(92)若DropNum＝0，则判定转速传感器的当前状态为无故障；若转速突变计数DropNum为非零的偶数，则判定转速传感器的当前状态为间歇性故障且已恢复正常；若DropNum＝1，则判定转速传感器的当前状态为断线故障；若转速突变计数DropNum为非1的奇数，则判定转速传感器的当前状态为间歇性故障且未恢复正常；判断完毕后转入步骤(96)；
(93)若转速突变计数DropNum为偶数，则判定转速传感器的当前状态为间歇性故障且未恢复正常；否则，判定转速传感器的当前状态为间歇性故障且已恢复正常；判断完毕后转入步骤(96)；
(94)若转速突变计数DropNum为偶数，则判定转速传感器的当前状态为间歇性故障且已恢复正常；否则，判定转速传感器的当前状态为间歇性...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，高加楼，王震宇，蒋栋，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42