信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法技术

本发明专利技术涉及一种信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，依次包括如下步骤：1、采集往复式柱塞泵的缸体振动信号Y；2、基于LMD算法和综合评价指标CEI获得重构信号X；3、基于时频分析方法构建时频矩阵S<subgt;M×N</subgt;；4、确定S<subgt;M×N</subgt;在非负矩阵分解中的最优分解维数k值；5、获得能够表征往复式柱塞泵不同特征的基矩阵W<subgt;M×k</subgt;和系数矩阵H<subgt;k×N</subgt;；6、基于最优分解维数k值和余弦相似度理论组建故障基矩阵V<subgt;M×k</subgt;；7、基于时频分析理论获得往复式柱塞泵的故障特征参数。本发明专利技术能够克服活塞冲击特征的影响，精准提取往复式柱塞泵运行下的故障特征，为后期的往复式柱塞泵的运行故障诊断提供可靠的技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采领域的往复式柱塞泵，尤其涉及一种信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，属于油田智能化故障诊断。

技术介绍

1、随着液压传动的广泛应用和产业化，国家与企业越来越重视液压传动的发展。在此背景下，往复式柱塞泵成为机械能转液压能行业的研究热点。它不仅节能高效，而且能够结合现代电子控制技术，实现液压传动自动化。为了确保往复式柱塞泵拥有良好的运行和维护，有必要及时发现往复式柱塞泵的故障，以免柱塞泵发生重大的运行安全事故，因此，亟需研究高效的往复式柱塞泵故障诊断技术。而进行故障诊断技术的关键环节之一就是往复式柱塞泵故障特征提取，现阶段对往复式柱塞泵的故障特征提取方法，都是基于原始信号的特征处理，由于活塞冲击频率的干扰，难以提取信号中的微弱故障特征，例如：

2、2023年03期《液压气动与密封》杂志刊登的论文“基于小波包变换的柱塞泵脉动压力信号bp故障诊断”公布了一种利用小波包变换的方法消除原始信号的噪声信号，再提取得到由故障信息构成的频段，完成信号时域特征的分析方法。频段介于0～4khz之间时，在柱塞泵脉动压力信号中形成了泵轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤2具体步骤如下：基于LMD算法对缸体振动信号Y进行分解，得到多个分量P，计算每个分量P的综合评价指标CEI，并构建综合评价指标向量CEI＇；选取大于CEI＇元素均值的Q个融合指标得到权重向量ω，基于权重向量ω将分量P进行加权重构，得到所述柱塞泵缸体振动的重构信号X。

3.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤3具体如下：对重构信号X进行时频分析，...

【技术特征摘要】

1.一种信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤2具体步骤如下：基于lmd算法对缸体振动信号y进行分解，得到多个分量p，计算每个分量p的综合评价指标cei，并构建综合评价指标向量cei＇；选取大于cei＇元素均值的q个融合指标得到权重向量ω，基于权重向量ω将分量p进行加权重构，得到所述柱塞泵缸体振动的重构信号x。

3.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤3具体如下：对重构信号x进行时频分析，计算重构信号x在每个时刻、每个频率下的幅值，将所有的幅值作为元素构建重构信号x的时频矩阵sm×n。

4.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤4具体如下：基于矩阵分解理论，对步骤3的时频矩阵sm×n进行奇异值分解，通过分析矩阵的奇异值对信号的特征频率数量进行预测，确定sm×n在非负矩阵分解中的最优分解维数k值。

5.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤5具体如下：基于非负矩阵分解算法和欧氏距离的损失模型对时频矩阵sm×n进行分解，获得能够表征往复式柱塞泵不同特征的基矩阵wm×k和系数矩阵hk×n。

6.根据权利要求1所述的信息化条件下往复式柱塞泵故障特征参数的提取方法，其特征在于，步骤6具体如下：基于最优分解维数k值和余弦相似度理论对基矩阵wm×k中的列向量α1，α2，…，αk进行分类；若k＝2时，表明基矩阵wm×k中仅含有活塞冲击的特征信息和非负矩阵分解中的残余分量信息，视为无故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：段志刚，朱苏青，叶红，彭宏亮，陈勇殿，任莹，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：