[发明专利]一种基于实时振动数据的柴油机状态评估方法

权利要求书

1.一种基于实时振动数据的柴油机状态评估方法，其特征在于，该方法的实现步骤如下：

步骤一：初步确定传感器布置方案；

步骤二：通过敏感性分析确定特征通道；

步骤三：基于特征通道选取特征参数；

步骤四：根据特征通道和特征参数建立状态评估关键指标；

步骤五：构建动态自适应迭代更新的指标基准；

步骤六：基于建立的状态评价指标和指标基准进行柴油机状态评估；

所述步骤二的特征通道确定过程包括：以柴油机额定功率的20％为起始值，以额定功率的1％为递增量，逐步增加负载水平，达到额定功率截止；每一负载条件维持运行10秒，并计算该段振动信号的时域峰峰值；对逐渐递增负载条件下的峰峰值变化的绝对值求均值，定义为峰峰值负载变化率，作为评价该通道振动信号敏感性的指标；取峰峰值负载变化率最大的5个信号通道，作为特征敏感测试通道；

所述步骤三中选取特征参数的过程包括：根据柴油机实际运行工况，设计包含5种典型运行状态的循环运行图谱，并进行两个循环运行试验，同步采集步骤二中确定的5个特征敏感测试通道的振动信号；分别计算每一通道原始振动信号的有效值、方差、峰峰值、偏度、峭度，原始振动信号傅里叶变换后的幅值谱均值、平均频率、频谱方差、频谱峰值、频谱峭度，原始振动信号的幅值包络信号的有效值、方差、峰峰值、偏度、峭度，幅值包络信号傅里叶变换后的幅值谱均值、平均频率、频谱方差、频谱峰值、频谱峭度，共计20个特征参数指标；根据同工况特征差异最小和不同工况特征差异最大的原则，设计评价这些特征参数指标的依据，对于每个通道选取5个能有效反映柴油机运行状态的最优振动特征参数。

2.如权利要求1所述的基于实时振动数据的柴油机状态评估方法，其特征在于，所述步骤一中确定传感器布置方案的过程包括：根据目标柴油机的结构特点，选取能够直接反映柴油机运动部件动力学响应特征的三向振动测点，根据实际测点振动量级，选取量程大于目标测点最大振动水平的3-5倍的加速度传感器，基于以上配置，开展柴油机实时运行状态下的多通道振动数据采集。

3.如权利要求2所述的基于实时振动数据的柴油机状态评估方法，其特征在于，所述步骤四中建立状态评估关键指标的过程包括：基于步骤二中选取的柴油机特征敏感测试通道、以及步骤三中选取的每个通道振动特征参数，去除同类型且效果相近的通道及参数，将剩余各通道的各个特征参数归一化后相乘，融合为一个关键评价指标。

4.如权利要求3所述的基于实时振动数据的柴油机状态评估方法，其特征在于，所述步骤五中指标基准的构建过程包括：以柴油机健康状态为初始状态，以柴油机额定功率的20％为起始值，以额定功率的1％为递增量，逐步增加负载水平，达到额定功率截止；每一负载条件维持运行5分钟，计算对应的状态评价指标，作为初始指标基准；在实际柴油机运行过程中，对实时采集的振动数据进行状态评价指标计算，每隔10分钟重新基于最近10分钟的运行状态数据计算最新的指标基准，从而形成动态自适应迭代更新的指标基准。

5.如权利要求4所述的基于实时振动数据的柴油机状态评估方法，其特征在于，所述步骤六的状态评估过程包括：基于建立的状态评价指标和动态自适应迭代更新的指标基准，对柴油机进行实时振动数据采集与快速指标计算，并与实时指标基准进行比较；当实时状态评价指标数值超过当前基准的10％，则判断柴油机出现了异常，进行状态预警；利用时频分析技术对异常时刻对应的原始振动数据进行分析，诊断异常原因，从而指导柴油机的实时状态评估。