[发明专利]一种叶轮运转状态识别方法及装置

权利要求书

1.一种叶轮运转状态识别方法，其特征在于，包括：

采集叶轮的距离数据及图像，其中所述距离通过激光测距传感器采集，所述图像通过相机采集；

根据所述距离数据绘制时程图；

根据所述的时程图，计算各个叶轮运转状态参数并对运转状态参数进行第一偏差计算；

绘制激光测距传感器光束扫过的叶轮剖面的轮廓线，并对叶轮剖面轮廓线进行第二偏差计算；

当激光测距传感器采集到的距离数据小于距离阈值，且上一个采集到的距离大于距离阈值时，采集若干张叶轮的图像；

对所述图像进行轮廓提取；

根据每个叶轮轮廓图像的像素，对叶轮轮廓进行图像像素层面上的第三偏差计算；

根据第一偏差、第二偏差和第三偏差，计算总偏差，将总偏差与叶轮流体动力学模型试验或仿真模拟的结果进行对比，完成叶轮运转状态的识别。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮运转状态识别方法，其特征在于，所述叶轮运转状态参数包括旋转角速度、叶轮偏转角度以及叶轮与叶轮安装支架的距离。

3.根据权利要求2所述的一种叶轮运转状态识别方法，其特征在于，旋转角速度的计算，包括：

由时程图分别得出激光测距传感器激光束扫过第i对相邻叶轮的时间，记为t_i，则旋转角速度θ为第i对相邻叶轮间的夹角；

叶轮偏转角度以及叶轮与叶轮安装支架的距离的计算，包括：

根据叶轮流体动力计算，得到不同L_i距离下的叶轮偏转角度及叶轮距离规律，然后利用该规律，输入实测距离L_i，得到叶轮偏转角度Φ及叶轮与叶轮安装支架的距离d。

4.根据权利要求1所述的一种叶轮运转状态识别方法，其特征在于，对运转状态参数进行第一偏差计算，包括：

令第i个叶轮运转状态参数A_i＝(ω_i，Φ_i，d_i)，ω_i，Φ_i，d_i分别表示第i个叶轮的转动角速度、偏转角、叶轮与叶轮安装支架的距离，则第一偏差表示为：

式中，表示第i个叶轮较第j个叶轮的运转状态参数的第一偏差。

5.根据权利要求1所述的一种叶轮运转状态识别方法，其特征在于，绘制激光测距传感器光束扫过的叶轮剖面的轮廓线，包括：

以激光传感器光束发出点为原点O，叶轮左右向、叶轮前后向分别为x，y方向建立坐标系，将激光测距传感器光束扫过的叶轮剖面轮廓线投影到xOy平面，用描点法绘制：

(x_i，j，y_i，j)构成第i个叶轮剖面轮廓上的各个点，ω_i表示第i个叶轮的角速度，Δt表示激光测距传感器的采样间隔时间，L_i，j表示激光测距传感器采集的第i个叶轮上的第j个点的距离数据，α为激光传感器的安装角度；

对点组(x_i，j，y_i，j)进行曲线拟合，便可分别得到叶轮剖面的轮廓曲线P_i。

6.根据权利要求1所述的一种叶轮运转状态识别方法，其特征在于，对叶轮剖面轮廓线进行第二偏差计算，包括：

第二偏差计算公式如下：

式中，表示第i个叶轮较第j个叶轮的叶轮剖面轮廓线的第二偏差，d为距离测度函数，P_i为第i个叶轮剖面的轮廓曲线。