基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法技术

本发明专利技术提供一种基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法，利用谐波乘积谱确定转子径向振动信号的实时转频，并进行去趋势化和低通滤波，结合最小二乘法提取感兴趣的前n阶谐波分量的幅值和相位，对感兴趣的前m阶谐波分量进行信号重构并作为输出，将相应的周期性不平衡力作为输入，并与输出进行同步降采样，然后利用前向正交最小二乘法辨识出定制化NARX模型，利用广义相关线性函数方法评估定制化NARX模型的NOFRFs，并将该特征或其衍生特征作为健康指标用于转子系统的状态评价。本发明专利技术较好地解决了传统NARX模型辨识过程中容易发生过拟合且因强噪声导致的模型准确性不高甚至不收敛的问题，能够让使用者更加准确的提取出系统的微弱故障特征。出系统的微弱故障特征。

【技术实现步骤摘要】
基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法


[0001]本专利技术涉及故障诊断
，具体涉及一种基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法。

技术介绍

[0002]旋转机械在装配过程中以及服役期间，各零部件装配质量以及运行状态将对转子系统的服役性能产生重要影响。如果在服役前期或者故障发展初期，这些微弱故障不被及时发现，而任其发展，不仅会缩短零部件的使用寿命，还会导致转子系统服役性能的下降，最终导致产品质量的下降，严重还会导致安全事故的发生。因此，通过在线监测手段及时发现旋转机械系统中的装配质量问题以及运行期间的损伤故障状态对于保证产品质量和生产安全来说尤为重要。基于此，学者们做了大量的研究以找出适合的在线条件监测方法来指导工程实际。传统有时域、频域、时频域、以及轴心轨迹等方法来监测旋转机械系统的运行状态。这些方法虽然对系统的状态监测提供了帮助，但这些方法受运行条件以及噪声的影响严重，不能有效地监测转子系统的运行状态，特别是故障或者损伤发展初期。
[0003]近些年，以非线性分析方法为主的状态监测手段逐渐引起了学者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法，其特征在于，包括：步骤1：利用谐波乘积谱确定转子径向振动信号的实时转频f1；步骤2：对采集到的振动信号进行去趋势化和低通滤波，去掉直流分量和高频噪声，得到滤波后的信号步骤3：利用降噪后的数据结合最小二乘法提取感兴趣的前n阶谐波分量的幅值和相位；步骤4：将感兴趣的前m阶谐波分量进行信号重构并将其作为输出；步骤5：将相应的周期性不平衡力作为输入，与重构后的输出进行同步降采样，然后利用前向正交最小二乘法辨识出NARX模型，辨识后的模型定义为定制化NARX模型，并做有效性验证；步骤6：利用广义相关线性函数方法评估定制化NARX模型的NOFRFs特征，并将该特征或者其衍生特征作为健康指标用于转子系统的状态评价。2.根据权利要求1所述的一种基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法，其特征在于，所述步骤1具体表示为：式中，H(ω)表示谐波乘积谱，Z表示所考虑谐波的最高阶数。3.根据权利要求1所述的一种基于定制化NARX建模的旋转机械故障特征在线评估方法，其特征在于，所述步骤3具体表示为：步骤3.1：根据实时转频f1，定义待辨识的前n阶谐波信号为：式中，f
n
＝nf1,n＝1,2,
…
,t
i
表示第i个采样时间点，Y
n
表示第n阶谐波的幅值，表示第n阶谐波的相位；步骤3.2：将式(2)中的各式展开，并定义为：步骤3.3：定义已知系数矩阵X和待检测系数向量α，其中ζ表示总的采样点数；步骤3.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇来，韩清凯，王浩博，林君哲，韩朔，刘杨，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：