[发明专利]一种厂房振动多尺度分析方法

说明书

本发明涉及一种厂房振动多尺度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：在不同工况下分别获取水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号；步骤2)：采用自适应迭代滤波方法，对各工况下水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号分别进行分解，得到每一工况下中间层风罩+Y的水平振动速度信号对应的若干平稳分量；步骤3)：基于百分位数方法，采用各工况下水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号对应的若干平稳分量，构建厂房振动的标准特征向量，用于识别厂房结构的健康状态，完成厂房振动的多尺度分析，本发明可以广泛应用于水电站厂房结构运行维护领域中。

技术领域

本发明是关于一种厂房振动多尺度分析方法，属于在线监测和状态检测技术领域。

背景技术

水电站厂房是水电站中安装水轮机、水轮发电机和各种辅助设备的建筑物，它既是水工建筑物、机械和电气设备的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所，保持其结构稳定尤为重要。为确保厂房结构安全，可通过对厂房振动进行实时监测反映敏感结构的振动情况，避免异常发生，为水电站厂房的安全稳定运行提供有力保障。水电站厂房是一个超大型地下洞室群，其结构尺寸大而复杂，随机组容量增大，其尺寸也随之增大，导致厂房结构的刚强度相对降低。在机械力、电磁力和水力等振动荷载作用下可能会引起厂房结构的整体或局部振动，因此，有效分析厂房结构振动特性，对于防止和控制剧烈振动的发生，确保结构安全，具有十分重要的意义。

厂房建筑在新建成时，未发生不良振动现象，但随着时间的推，厂房结构老化，可靠性降低，厂房结构的动力特性也将发生变化，从而使厂房结构发生不良振动，这在厂房的可靠性鉴定中是经常见到的一种现象。如果厂房结构发生损伤，结构的刚度、阻尼、频率和模态将发生变化，在同一激励下厂房结构的振动响应也会随之改变，因此，从厂房结构响应中能够提取反映厂房结构状态的敏感特征。

综上所述，水电站厂房的振动信号具有很强的非平稳性，需要通过有效的特征提取方法，将可能反映厂房结构状态的特征参数提取出来，为状态识别提供丰富的特征信息。常用的处理复杂非平稳信号的方法有小波分析、经验模态分解等方法，然而，小波分析方法是基于可调窗口傅里叶变换，存在能量泄漏的问题，经验模态分解方法存在模态混叠和端点效应等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够解决能量泄漏、模态混叠和端点效应问题的厂房振动多尺度分析方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种厂房振动多尺度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：在不同工况下分别获取水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号；步骤2)：采用自适应迭代滤波方法，对各工况下水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号分别进行分解，得到每一工况下中间层风罩+Y的水平振动速度信号对应的若干平稳分量；步骤3)：基于百分位数方法，采用各工况下水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号对应的若干平稳分量，构建厂房振动的标准特征向量，用于识别厂房结构的健康状态，完成厂房振动的多尺度分析。

进一步，所述步骤1)中的工况包括发电150MW、发电300MW、抽水工况和抽水调相。

进一步，所述步骤3)中基于百分位数方法，采用各工况下水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号对应的若干平稳分量，构建厂房振动的标准特征向量，用于识别厂房结构的健康状态，完成厂房振动的多尺度分析，具体过程为：步骤3.1)：分别选取各工况下水电站厂房中间层风罩+Y的水平振动速度信号对应的若干平稳分量中的前m个平稳分量；步骤3.2)：基于百分位数方法，分别计算上述各工况下的前m个平稳分量中每一平稳分量的百分位数P_e：