【技术实现步骤摘要】
基于多层相关性的多通道机械频谱子频段特征评估方法
本专利技术属于磨机磨矿
，尤其涉及基于多层相关性的多通道机械频谱子频段特征评估方法。
技术介绍
磨矿过程的湿式球磨机负荷(ML)是指球磨机内部钢球、矿石和水负荷的总和[1]，其决定选矿过程全流程的生产效率，对其进行实时检测是实现该过程优化控制的关键因素之一[2]。磨机是封闭旋转运行的重型机械设备。文献[3,4]最早提出采用振动信号对磨机内部参数进行监视和分析。文献[5]基于实验磨机的轴承座振动信号对负荷的动态变化进行研究。面对工业干式球磨机，文献[6]利用前后轴承座的振动信号对磨煤过程的负荷(煤和钢球)进行监视和诊断，文献[7]同时采用轴承座振动和研磨区域的振声信号对磨机负荷进行实验分析，但是这些研究未涉及理论上灵敏度更高的筒体振动信号。文献[8]通过实验磨机分析了筒体振动强度与磨机内部料位间的映射关系。针对磨矿过程的湿式磨机负荷的研究较少。文献[9]定义了磨矿过程的ML参数(即料球比MBVR、磨矿浓度PD和充填率CVR)，并基于实验磨机数据对筒体振动信号进行了详细分析...
【技术保护点】
1.一种基于多层相关性的多通道机械频谱子频段特征评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、时频域转换与子频段划分步骤：将多通道时域机械信号通过FFT转换至频域，获得每个通道的单尺度机械频谱，并进一步将每个单尺度机械频谱划分为多个不同的子频段并获取这些子频段的特征；/n步骤2、基于相关系数的评估步骤：计算每个通道子频段特征的标准化相关系数；/n步骤3、基于VIP值的评估步骤：以每个通道的子频段特征作为输入构建基于PLS的磨机负荷预测模型，基于这些模型的回归系数等参数计算每个通道每个子频段特征的标准化VIP值；/n步骤4、综合评估步骤：将全部通道的标准化相关系数和VIP值...
【技术特征摘要】
1.一种基于多层相关性的多通道机械频谱子频段特征评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、时频域转换与子频段划分步骤：将多通道时域机械信号通过FFT转换至频域，获得每个通道的单尺度机械频谱，并进一步将每个单尺度机械频谱划分为多个不同的子频段并获取这些子频段的特征；
步骤2、基于相关系数的评估步骤：计算每个通道子频段特征的标准化相关系数；
步骤3、基于VIP值的评估步骤：以每个通道的子频段特征作为输入构建基于PLS的磨机负荷预测模型，基于这些模型的回归系数等参数计算每个通道每个子频段特征的标准化VIP值；
步骤4、综合评估步骤：将全部通道的标准化相关系数和VIP值进行归一化处理，将两者乘积结合磨机负荷模型的预测性能定义最终的综合评估指标。
2.如权利要求1所述的基于多层相关性的多通道机械频谱子频段特征评估方法，其特征在于，步骤1具体为：
设Xj为以基于设计方案进行N次实验所采集的长度为M的第jth个模态的机械信号，用如下矩阵表示，
其中，n＝1,…,N，m＝1,…,M；表示第nth次实验中在第jth个通道所采集的第mth个值，
将上式中的第nth次实验的时域信号变换至频域，获得机械频谱即：
进一步，将全部N次实验(即N个样本)的第jth个通道的机械信号均变换至频域，可得到Zj，可改写为如下式所示，
式中，N和P分别代表变换得到的单尺度机械频谱数据的样本数量和频谱变量维数，即P为频谱变量的数量，表示第nth次实验中第jth个通道的第pth个频谱变量值，表示第pth个频谱变量向量，
将单尺度频谱划分为K个子频段，相应的每个子频段所包含的频谱变量维数为floor(P/K)，其中，floor(·)为取整函数；进一步，将每个子频段所包含的频谱求和作为所提取的特征，针对第jth个通道，将这些子频段特征表示为，
式中，其中，K为子频段特征的数量，表示第nth次实验中第jth个通道的第kth个子频段特征的值，表示第kth个子频段特征向量，
相应的，磨机负荷的真值表示为
进一步，全部J个通道的机械频谱可表示为
3.如权利要求2所述的基于多层相关性的多通道机械频谱子频段特征评估方法，其特征在于，步骤2具体为：
以第jth个通道为例，首先计算第kth个子频段特征的相关系数的绝对值，如下所示，
其中，和分别表示第kth个子频段特征和磨机负荷的全部N个建模样本的平均值，|·|表示取绝对值，为第jth个通道第kth个子频段特征的相关系数值，
为表述不同子频段特征在每个通道中针对磨机负荷的重要度，将上述相关系数进行标准化处理，
其中，是第kth个子频段特征的标准化相关系数，
进一步，将第jth个通道的全部标准化相关...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤健，刘卓，余刚，朱红鹃，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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