本发明专利技术公开了旋转机械振动信号矢椭谱分析方法，属于旋转机械振动信号分析领域。该方法对从安装在转子同一截面上两个相互垂直方向采集的振动信号进行融合分析，利用一次快速Fourier变换求得描述转子椭圆形运动轨迹的多个参数，包括主振矢、副振矢、振矢角、离心率、振矢比、椭圆面积、转子椭圆形运动的回转能量等。本发明专利技术的矢椭谱分析方法不仅融合了全谱、全息谱和矢谱所表达的信息，而且可以给出指定频率成分的滤波轴心轨迹，从而更简洁、贴切地描述了转子椭圆形运动规律。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种旋转机械振动信号的谱分析方法，属于旋转机械振动信号分析领域。
技术介绍
通过振动分析来监测旋转机械的状态，通常需要在一个截面上布置两个相互垂直的传感器来测取振动信号。频谱分析是振动分析中应用最为广泛的方法之一。传统的 Fourier方法只针对单个传感器探头的数据进行分析，不能给出转子振动的全貌。针对单一探头数据频谱分析的不足，发展了利用两个探头信号的同源信息融合分析技术，其中比较有影响的是全谱(full spectrum)、全息谱(holospectrum)和矢谱 (vector spectrum，又称全矢谱)。三种方法都可以用来判断转子在某一频率下的进动方向，全谱分析技术利用正负进动分量的大小关系、矢谱分析技术通过副振矢的正负进行判断，而全息谱则直接给出某些特征频率下椭圆轨迹的运动方向。全谱、全息谱和矢谱都建立在对信号进行Rmrier变换的基础之上。全谱和全息谱需要对两个传感器探头的数据信号分别进行i^urier变换，而矢谱则对两个探头数据进行联合处理，只需要一次Rmrier变换。全谱、矢谱、全息谱都是对转子椭圆形运动规律的一种描述，只不过是描述的角度不同而已。全谱展示的是形成椭圆的两个圆运动分量，矢谱展示的是椭圆几何外形参数，全息谱展示的是某些特征频率的椭圆形状。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有谱分析方法不能全面描述转子椭圆形运动规律的缺点，提供一种，利用一次快速i^ourier变换(FFT)实现转子椭圆形运动规律的全面描述。本专利技术的，具体包括如下步骤步骤1，利用布置在转子同一截面上相互垂直的两个传感器探头X和Y测取转子的振动信号，对振动信号进行离散化处理，得到长度为N的离散信号，分别记为χ (η)和y(n)；步骤2，利用信号χ (η)和y (η)，构造长度为N的离散复数信号ζ (η) = χ (η) +jy (η)， 其中j表示虚数单位；步骤3，对步骤2的复数信号ζ (η)进行快速Rmrier变换(FFT)处理，得到系数Cn =cEjn+jcIjn, η = 0,1,2, N-I ；步骤4，在步骤3的基础上，利用系数Cn计算转子椭圆形运动轨迹的参数、以及指定频率成分的滤波轴心轨迹；步骤5，在步骤4的基础上，将转子椭圆形运动轨迹的参数图形化显示，并绘制指定频率成分的滤波轴心轨迹。有益效果本专利技术的矢椭谱分析方法对转子的同源振动信号进行融合分析，只需要一次FFT处理即可得到描述转子椭圆形运动轨迹的多个参数，可全面描述转子的椭圆形运动规律。 本专利技术的矢椭谱分析方法不仅融合了全谱、全息谱和矢谱所表达的信息，而且可以给出指定频率成分的滤波轴心轨迹，从而更简洁、贴切地描述了转子椭圆形运动规律。附图说明图1为本专利技术的的流程图；图2为本专利技术的具体实施方式中实际信号及其频谱；图3为本专利技术的具体实施方式中实际信号的矢椭谱。具体实施例方式为了更好的说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。，其总体技术方案如图1所示，具体包括如下步骤步骤1，利用布置在转子同一截面上相互垂直的两个传感器探头X和Y测取转子的振动信号，对振动信号进行离散化处理，得到长度为N的离散信号，分别记为χ (η)和y(n)；步骤2，利用信号χ (η)和y (η)，构造长度为N的离散复数信号ζ (η) = χ (η) +jy (η)， 其中j表示虚数单位；步骤3，对步骤2的复数信号ζ (η)进行快速Rmrier变换(FFT)处理，得到系数Cn =cEjn+jcIjn, η = 0,1,2, N-I ；步骤4，在步骤3的基础上，利用系数Cn计算转子椭圆形运动轨迹的参数、以及指定频率成分的滤波轴心轨迹；所述的转子椭圆形运动轨迹的参数，必须计算的参数包括主振矢、副振矢、振矢角、离心率，可选择计算的参数有振矢比、椭圆面积、转子椭圆形运动的回转能量；所述的转子椭圆形运动轨迹的参数，其计算公式为 主振矢 副振矢权利要求1.，其特征在于具体包括如下步骤步骤1，利用布置在转子同一截面上相互垂直的两个传感器探头X和Y测取转子的振动信号，对振动信号进行离散化处理，得到长度为N的离散信号，分别记为x(n)和y(n)；步骤2，利用信号χ (η)和y (η)，构造长度为N的离散复数信号ζ (η) =χ (η) +jy (η)，其中j表示虚数单位；步骤3，对步骤2的复数信号ζ (η)进行快速Rmrier变换(FFT)处理，得到系数cn =CE,n+jCi,n' η = 0, 1,2,…N-I ；步骤4，在步骤3的基础上，利用系数Cn计算转子椭圆形运动轨迹的参数、以及指定频率成分的滤波轴心轨迹；步骤5，在步骤4的基础上，将转子椭圆形运动轨迹的参数图形化显示，并绘制指定频率成分的滤波轴心轨迹。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的步骤4中转子椭圆形运动轨迹的参数，必须计算的参数包括主振矢、副振矢、振矢角、离心率，可选择计算的参数有振矢比、椭圆面积、转子椭圆形运动的回转能量；所述的步骤4中指定频率成分的滤波轴心轨迹的计算公式为2πη2πηz (t,、= c eV +(叫^^其中、表示离散时间点。3.根据权利要求1和权力要求2所述的转子椭圆形运动轨迹的参数，其计算公式为 主振矢 Ra, n = ICm+jChnl + ICu—n+jCm—nl，副振矢 Rb,n = cEjn+jcIjn|-1 C^^+jC1jn^J，式-180。， φη>90\ η=\ L· -90° <^ <90, 180°+武，武 <—90°，其中 Φη = /2,离心率。=汐-(丨1|/|1|)2 ’振矢比 rn = Rb,n/Ra,n，椭圆面积\= Ji RbJ Ra,n|,转子椭圆形运动的回转能量尽=Rl+ Kn，上述各参数计算式中η的取值为η = 0，1,2,…，Ν/2-1。4.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的步骤5中转子椭圆形运动轨迹的参数图形化显示，主振矢和副振矢必须用图形显示，其它参数可以用图形形式显示，也可以用数字的形式显示。全文摘要本专利技术公开了，属于旋转机械振动信号分析领域。该方法对从安装在转子同一截面上两个相互垂直方向采集的振动信号进行融合分析，利用一次快速Fourier变换求得描述转子椭圆形运动轨迹的多个参数，包括主振矢、副振矢、振矢角、离心率、振矢比、椭圆面积、转子椭圆形运动的回转能量等。本专利技术的矢椭谱分析方法不仅融合了全谱、全息谱和矢谱所表达的信息，而且可以给出指定频率成分的滤波轴心轨迹，从而更简洁、贴切地描述了转子椭圆形运动规律。文档编号G01R23/16GK102322942SQ20111026878公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日专利技术者伉大俪, 杨彦利 申请人:大连圣力来监测技术有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．旋转机械振动信号矢椭谱分析方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤１，利用布置在转子同一截面上相互垂直的两个传感器探头Ｘ和Ｙ测取转子的振动信号，对振动信号进行离散化处理，得到长度为Ｎ的离散信号，分别记为ｘ（ｎ）和ｙ（ｎ）；步骤２，利用信号ｘ（ｎ）和ｙ（ｎ），构造长度为Ｎ的离散复数信号ｚ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＋ｊｙ（ｎ），其中ｊ表示虚数单位；步骤３，对步骤２的复数信号ｚ（ｎ）进行快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）处理，得到系数ｃｎ＝ｃＲ，ｎ＋ｊｃＩ，ｎ，ｎ＝０，１，２，…Ｎ－１；步骤４，在步骤３的基础上，利用系数ｃｎ计算转子椭圆形运动轨迹的参数、以及指定频率成分的滤波轴心轨迹；步骤５，在步骤４的基础上，将转子椭圆形运动轨迹的参数图形化显示，并绘制指定频率成分的滤波轴心轨迹。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦利，伉大俪，
申请(专利权)人：大连圣力来监测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：91
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