[发明专利]一种微速差双转子系统的不平衡信号提取方法

说明书

技术领域

本发明属于机械测量技术领域，特别涉及一种微速差双转子系统的不平衡信号提取方法。

背景技术

微速差双转子系统广泛应用于石油、化工、制药等行业，此类系统的振动信号中两个频率相近的工频信号合成拍振信号，这给不平衡信号提取带来较大困难。

目前针对此类转子系统的不平衡信号提取方法有两类，一类是不解拍方法，从时域波形上分析拍峰和拍谷，然后根据拍振原理，经简单的计算得到两个转子振动的幅值和相位，此方法至少需要一个拍振周期以上的测量时间，且需通过复杂算法才能确定两个振幅各属于哪一个转子，一次测量的不平衡去重率只有70%左右。第二类是解拍方法，通过信号处理方法分离出两个工频信号，从而提取各自的幅值和相位。传统的解拍方法普遍采用相关分析法，该方法需要在整拍振周期内做数字积分才能获得较高精度，同样存在需要测量时间长的缺点，且准确获得拍振周期也相当困难。.

上述两方法都需要精确的测量到两个转子的速差，较小的速差测量误差就会对信号提取精度产生较大的影响，而实际系统中内转子一般封闭在外转子内而无法安装转速传感器，再加上实际的嵌入式测量系统准确测量微小速差也不易实现。虽然采用FFT分析可以从振动信号中得到信号频率，但需要很长时间内的数据样本才能得到较高的频率分辨率，此方法实时性太差而不适合于工程应用。

发明内容

本发明提出一种微速差双转子系统的不平衡信号提取方法，以解决现有技术中对于该系统的不平衡信号难以提取的问题。

Prony方法可以使用较短数据样本实现高精度频谱估计，广泛应用于电力系统故障信号识别，对于非衰减实值正弦信号，采用改进的Prony方法（Improved Prony Method，简称IPM）可以较准确的估计出每个正弦信号的频率。本发明针对微速差双转子中的拍振信号特点，先采用带通跟踪滤波方法降噪，然后从滤波后的数据中抽取样本，采用IPM方法实现两个邻近频率信号的频率识别，最后采用最小二乘法识别拍振信号的幅值和相位。

本发明的技术方案是，一种微速差双转子系统的不平衡信号提取方法，包括以下步骤：

A1，令采样周期为T，以T为周期对所述微速差双转子系统的振动信号进行等间隔采样，得到一组数据序列{D(kT)},k＝1,2,…K,K为一正整数；

A2,取中心频率为f₀，品质因数Q＞2，采用数字带通跟踪滤波器对{D(kT)}进行滤波，得到{y(kT)},k＝1,2,…K，其中，数字带通跟踪滤波器的脉冲传递函数为

H(z)=k1-z-21+a1z-1+a2z-2,]]>式中各系数