基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法技术

一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，旋转机械在运行状态下对结构产生谐波激励，基于测量得到振动响应加速度信号，在模态参数识别中会出现谐波模态，造成模态参数识别错误、识别精度低等问题，应对谐波模态进行检测与去除。该方法中，基于模态扩展与盲分离原理上的高度相似性，对振动信号进行欠定条件下的稀疏分量分析，运用能量最大法实现能量峰值散点的聚类从而估计出混合矩阵，然后基于L1范数最小化原理恢复源信号；对各源信号进行概率密度曲线计算，初步确定谐波模态的所在位置；针对含谐波的源信号绘制出谱峭度曲线图，从而检测出谐波模态对应的频率值；将对应谐波源去除，重构出不含谐波干扰的信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械结构的振动信号分析领域，特别是一种运行状态下旋转机械结构的振动响应信号处理方法。

技术介绍

1、旋转机械结构在运行过程中通常受到周期力的激励。燃气轮机运行工况下结构振动主要来源于转子不平衡和临界转速导致的多谐波激振，会诱发结构模态中的谐波模态干扰，其运行中的结构振动是对随机扰动的响应和由旋转部件引起的谐波激励的组合，并且燃气轮机运行过程中复杂的周期性气动效应也会引入谐波干扰。这些谐波通常在响应谱中表现为虚假的共振峰，以扰乱真实结构的模态参数识别。因此，进行机械结构谐波模态检测与去除是正确进行运行状态下模态参数识别的前提。

2、传统的谐波检测法，主要分为时域和频域两类方法，其中时域方法，需要对待检测频率成分进行单频滤波，检测与计算的效率低、需人为主观判断。而频域法虽然无需采用数字滤波的方法提取频率成分、计算效率高、具有全频带成分同步检测的特点，但当处理含多谐波的响应信号时，谐波检测的频谱曲线会出现近频干扰，不易辨识，并且在谐波去除过程中，可能会丢失原始信号的模态信息。

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【技术保护点】

1.一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，其包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，优选的，在步骤1中，旋转机械的测点的布置数量少于谐波模态数与系统模态数的总和，其中，谐波模态数通过谐波检测得到，系统模态数通过模态分析得到。

3.根据权利要求1所述的一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，步骤2中，在多项式趋势项消除中，实测的振动响应加速度信号采样数据为{xk}(k＝1，2，3，…，n)，n表示采样点数，设置多项式函数为：

4.根据权利要求1所述的一种基于盲源分离的谐波...

【技术特征摘要】

1.一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，其包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，优选的，在步骤1中，旋转机械的测点的布置数量少于谐波模态数与系统模态数的总和，其中，谐波模态数通过谐波检测得到，系统模态数通过模态分析得到。

3.根据权利要求1所述的一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，步骤2中，在多项式趋势项消除中，实测的振动响应加速度信号采样数据为{xk}(k＝1，2，3，…，n)，n表示采样点数，设置多项式函数为：

4.根据权利要求1所述的一种基于盲源分离的谐波模态检测与去除方法，其特征在于，短时傅里叶变换中，首先定义频率能量函数的公式为：

5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：成玮，胡舰雄，宋超，海金斌，谢述帅，陈雪峰，乔百杰，聂泽琳，高琳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：