一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法及系统，本发明专利技术通过定时采样的键相信号获取键相位置时刻，基于键相位置时刻获取定时采样的时间，根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号，有效实现了定时采样数据向整周期采样数据的转换，可使定时采样采集系统实现整周期采样功能，并且本发明专利技术可通过软件实现，无需改变定时采样采集系统的硬件结构，不增加硬件投资。资。资。

【技术实现步骤摘要】
一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法及系统，属于旋转机械故障诊断领域。

技术介绍

[0002]旋转机械故障诊断依赖于振动信号的采集，目前常用的信号采集方式有定时采样与整周期采样。相较于定时采样，整周期采样可以减少旋转机械振动信号傅里叶变换时的泄漏效应与栅栏效应，能够实现傅里叶变换后幅值与相位的准确识别，采用整周期采样后的信号可以更加准确地实现诸如动平衡、不对中等典型的与转速相关的故障识别与诊断。但是由于整周期采样需要采用锁相环等技术，导致硬件上实现代价高、难度大，因此目前大多数采集系统仅实现了定时采样，不具备整周期采样功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法及系统，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法，包括：
[0006]获取定时采样的键相信号和振动信号；
[0007]根据键相信号，获取键相位置时刻；
[0008]根据键相位置时刻和转子运动方程，获取定时采样的时间；
[0009]根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号。
[0010]根据键相信号，获取键相位置时刻，包括：
[0011]根据键相信号，采用局域半径方法获取键相位置时刻。
[0012]局域半径方法为键相信号中的点满足预设规则、且该点的预设局域半径没有其他点满足预设规则，则该点对应时刻为键相位置时刻；
[0013]其中，预设规则为：前一个点的信号值小于阈值，自身的信号值大于阈值。
[0014]根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号，包括：
[0015]根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，采用样条插值方法获取整周期采样的振动信号。
[0016]一种定时采样数据向整周期采样数据的转换系统，包括：
[0017]信号获取模块：获取定时采样的键相信号和振动信号；
[0018]键相位置时刻获取模块：根据键相信号，获取键相位置时刻；
[0019]采样时间获取模块：根据键相位置时刻和转子运动方程，获取定时采样的时间；
[0020]整周期采样信号获取模块：根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号。
[0021]键相位置时刻获取模块：根据键相信号，采用局域半径方法获取键相位置时刻。
[0022]局域半径方法为键相信号中的点满足预设规则、且该点的预设局域半径没有其他点满足预设规则，则该点对应时刻为键相位置时刻；
[0023]其中，预设规则为：前一个点的信号值小于阈值，自身的信号值大于阈值。
[0024]整周期采样信号获取模块：根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，采用样条插值方法获取整周期采样的振动信号。
[0025]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行定时采样数据向整周期采样数据的转换方法。
[0026]一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行定时采样数据向整周期采样数据的转换方法的指令。
[0027]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过定时采样的键相信号获取键相位置时刻，基于键相位置时刻获取定时采样的时间，根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号，有效实现了定时采样数据向整周期采样数据的转换，可使定时采样采集系统实现整周期采样功能，并且本专利技术可通过软件实现，无需改变定时采样采集系统的硬件结构，不增加硬件投资。
附图说明
[0028]图1为转换方法的流程图；
[0029]图2为定时采样的键相信号和振动信号；
[0030]图3为局域半径方法的第一示例；
[0031]图4为局域半径方法的第二示例
[0032]图5为定时采样信号示例；
[0033]图6为转换后的整周期采样信号示例。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0035]如图1所示，一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法，包括以下步骤：
[0036]步骤1，获取定时采样的键相信号和振动信号；
[0037]步骤2，根据键相信号，获取键相位置时刻；
[0038]步骤3，根据键相位置时刻和转子运动方程，获取定时采样的时间；
[0039]步骤4，根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号。
[0040]上述方法通过定时采样的键相信号获取键相位置时刻，基于键相位置时刻获取定时采样的时间，根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号，有效实现了定时采样数据向整周期采样数据的转换，可使定时采样采集系统实现整周期采样功能，并且该方法可通过软件实现，无需改变定时采样采集系统的硬件结构，不增加硬件
投资。
[0041]假设在圆周方向仅有一个键相点，变转速过程中，定时采样的情况如图2所示：
[0042]1)由键相信号获得的信号数组为：x＝{x1,x2,...,x
N
}，N为整数，为采样时刻数；
[0043]2)任一其它测点信号数组为：表示测点j在采样时刻N时采集的振动信号；
[0044]3)定时采样的时间间隔为δ。
[0045]假设任意连续的三个键相点(即键相位置)之间转子的角加速度保持恒定，则转子运动方程可以满足：
[0046]θ(t)＝b0+b1t+b2t2[0047]其中，θ(t)的转子的运动方程，即转子的运动旋转角度与时间的关系，参数b0、b1、b2构成列向量
[0048]转子每转一周，同步整周期采样点数为C(C为正整数，通常为2的正整数次幂)，则整周期采样点对应的转子角度数组为
[0049]针对键相信号，采用局域半径方法获取键相位置时刻，根据键相位置时刻和转子运动方程，获取定时采样的时间，根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，采用样条插值方法获取整周期采样的振动信号。
[0050]局域半径方法为键相信号中的点满足预设规则、且该点的预设局域半径没有其他点满足预设规则，则该点对应时刻为键相位置时刻；其中，预设规则为：前一个点的信号值小于阈值，自身的信号值大于阈值。
[0051]为了获得键相位置时刻(即键相点发生的时刻)，人为设置了一个阈值Thr，当信号的前一个点小于Thr，而后一个点大于Thr，且在指定时间范围内(局域半径)没有发生类似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法，其特征在于，包括：获取定时采样的键相信号和振动信号；根据键相信号，获取键相位置时刻；根据键相位置时刻和转子运动方程，获取定时采样的时间；根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号。2.根据权利要求1所述的一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法，其特征在于，根据键相信号，获取键相位置时刻，包括：根据键相信号，采用局域半径方法获取键相位置时刻。3.根据权利要求2所述的一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法，其特征在于，局域半径方法为键相信号中的点满足预设规则、且该点的预设局域半径没有其他点满足预设规则，则该点对应时刻为键相位置时刻；其中，预设规则为：前一个点的信号值小于阈值，自身的信号值大于阈值。4.根据权利要求1所述的一种定时采样数据向整周期采样数据的转换方法，其特征在于，根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，获取整周期采样的振动信号，包括：根据定时采样的时间和定时采样的振动信号，采用样条插值方法获取整周期采样的振动信号。5.一种定时采样数据向整周期采样数据的转换系统，其特征在于，包括：信号获取模块：获取定时采样的键相信号和振动信号；键相位置时刻获取模块：根据键相信号，获取键相位置时刻；采样时间获取模块：根据键相位置时刻和转子运动方程，获取定时采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟峰，张飞，程潇黠，孙尔军，刘镖峰，朱传古，吴健，
申请(专利权)人：国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院，
类型：发明
国别省市：