[发明专利]一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转子碰摩声发射源的定位方法，具体来说，涉及一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法。 

背景技术

旋转机械动静部件碰摩是运行中的常见故障。尤其是当前旋转机械正向着大型化、高参数、高效率发展，设备结构变得越来越复杂，动静间隙越来越小，从而使得动静部件碰摩问题变得越来越突出。声发射技术(Acoustic Emission，AE)是一种有效地诊断碰摩故障的方法，不仅可以判断碰摩的发生，还可以通过定位技术计算出碰摩发生的位置，具有重要的应用价值。时延估计(Time Delay estimation，TDE)是一种估计声源信号到达不同传感器的时间差的方法，目前这类算法主要有互相关(Cross-Correlation)算法、广义互相关(Generalized Cross-Correlation，GCC)算法、递归最小二乘(Recursive Least Squares，RLS)算法、最小均方(Least Mean Square，LMS)算法，其中以LMS自适应时延估计最为常用。LMS算法将时间延迟等效为信号通过一有限脉冲响应滤波器，根据滤波器输出与参考信号的差值，使用梯度下降法不断迭代时间延迟。但该算法仅仅是对时变的信噪比进行跟踪，并没有考虑到信号本身的衰减，直接应用于AE源的定位会产生较大误差。 

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是：提供一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法，该方法考虑到转子系统碰摩声发射信号传播过程中出现的信号衰减及强噪声干扰问题，通过加入衰减估计和变步长步骤，更加精确地实现碰摩故障源的定位。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 

一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法，该方法包括以下步 骤： 

10)：建立一维线性定位模型：在转子试验台的碰摩导波板上设置第一传感器(1)和第二传感器(2)两个传感器，转子碰摩源位于两个传感器之间，且转子碰摩源和两个传感器位于同一直线上，转子碰摩后产生声发射信号，该声发射信号被两个传感器接收，声发射信号在传播中伴随着衰减和噪声干扰； 

20)：设定衰减系数估计 的初始迭代值和时间延迟估计 的初始迭代值：通过碰摩声发射试验装置采集第一传感器(1)接收到的声发射信号x(t)和第二传感器(2)接收到的声发射信号y(t)，然后以两路声发射信号的能量比作为衰减系数估计 的初始迭代值，最后设定一个时间延迟估计 的初始迭代值； 

30)：测算y(t)的真实值与估计值的估计误差：假设两路声发射信号中，y(t)的能量比x(t)的能量小，碰摩源信号先到达第一传感器(1)，然后经一个延迟时间Δτ后到达第二传感器(2)，则根据式(1)测算出y(t)的真实值与估计值的估计误差： 

e(t)=y(t)-α^x(t-Δτ^)]]>式(1) 

其中，e(t)表示估计误差， 表示真实衰减系数α的衰减系数估计， 表示真实时间延迟Δτ的时间延迟估计， 表示第二传感器(2)接收的信号，此信号是第一传感器(1)接收到的信号x(t)在延时 之后的信号； 

40)：根据估计误差e(t)，测算下一步迭代步长； 

50)：依据式(2)，测算出迭代后的时间延迟估计和衰减系数估计；