[发明专利]基于频带能量的喘振先兆识别方法

说明书

技术领域

本发明属于设备状态监测诊断技术领域，涉及压缩机运行状态实时监测技术，具体涉及一种基于频带能量的喘振先兆识别方法。

背景技术

动态的连续发展变化的压缩机的喘振过程，使得压缩机的喘振预警技术成为压缩机状态监测技术中的难题。目前采用的以信号处理技术为核心的压缩机在线监测技术，受非线性特性的限制，难以捕获和检测喘振前期的突发特征和微弱变化。实验研究和数值模拟均表明，根据诱发喘振的非稳定扰动能量的积累程度，喘振的发展过程通常可分为平稳段、过渡段即先兆段和喘振段。其中过渡段和喘振段对应于喘振的发生发展期，有效捕捉这两段信号对于确定喘振监测频带具有重要的意义，然而这两段信号所能反映出的喘振先兆特征判定是基于压力信号的振荡幅度和经验判断，缺乏客观性。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于频带能量的喘振先兆识别方法，能够实现喘振的早期预警，具有客观、准确的特点。

本发明所采用的技术方案是，基于频带能量的喘振先兆识别方法，通过监测频带能量的变化来反映压缩系统容腔内非稳定的能量扰动，实现喘振的早期辨识及预警，该方法按以下步骤进行：

步骤1：利用滑动窗统计方法，将压缩机管网的历史压力信号的压力时域信号分成连续变化的时间片段，对每一个时间片段采用连续傅立叶变换局部细化细化谱分析，对压缩机管网的历史压力信号喘振各阶段的数据进行细化，并将平稳段向过渡段的频率变化范围设置为喘振的敏感频段(f_a，f_b)；

步骤2：计算频带能量：

在步骤1设置的监测敏感频段(f_a，f_b)中，等间隔插入n-2个点，将敏感频段(f_a，f_b)等分为n个网络，然后，采用连续傅立叶变化计算每一个细化频率点的幅值f_i，i＝a，a+1，..，b，则监测敏感频带能量E为：

E=Σi=abfi(fb-fan),]]>

式中：f_b-f_a表示指定监测敏感频带区间的网格宽度；

步骤3：根据步骤2计算得到的频带能量E，绘制频带能量监测曲线，根据该监测曲线的幅值增长阶段设定报警阈值，实现压缩机实时数据的喘振先兆辨识。

所述步骤1中采用连续傅立叶变换局部细化细化谱分析：

设原始数据x(t_k)的采样频率为f_s，采样点数为N，

t_k＝k/f_s，

式中，t_k表示离散时间点；k＝0，1，2，...，N-1，

则，原始数据x(t_k)的离散傅立叶级数x(n)为：