[发明专利]一种叶片故障信息提取方法及系统

说明书

本申请公开了一种叶片故障信息提取方法及系统，能够根据原始振动信号构造出重力加速度信号，根据预设规则构造离心加速度信号，从原始振动信号中剔除重力加速度信号及离心加速度信号之后，就能得到与叶片故障相关的裂纹开闭冲击信号和/或裂纹开闭位移信号。方法包括：采集叶片的原始振动信号；根据原始振动信号构造出重力加速度信号；根据预设规则构造离心加速度信号；将重力加速度信号及离心加速度信号，从原始振动信号中剔除，并计算得到裂纹开闭冲击信号和/或裂纹开闭位移信号。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种叶片故障信息提取方法及系统。

背景技术

风力机叶片在旋转运行状态下，受到离心力、重力和风力转化的旋转方向扭力，若叶片发生故障，如叶根法兰开裂，会在合力的作用下引发裂纹开闭振动，传感器采集到的原始振动信号是由离心加速度、重力加速度、裂纹开闭振动和开闭冲击所组成的。

其中，离心加速度、重力加速度和裂纹开闭振动均与风轮的转频有关，尤其是重力加速度与裂纹开闭振动并不易分离，因为两者振动同频、同相，波形不同但相近，因为低速转动的叶轮在每一转中都可能变转速，不能直接使用快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，FFT)频域剔除转频和快速傅里叶反变换IFFT反演，也不能仅根据初始转速频率构造幅度1g的简谐信号。

因此，在进行叶片故障监测时，无法直接使用现有的FFT和IFFT理论从原始振动信号中剔除无用的离心加速度和重力加速度，从而保留故障相关的裂纹开闭振动和开闭冲击。

发明内容

本发明的目的是提供了一种叶片故障信息提取方法及系统，能够根据原始振动信号构造出重力加速度信号及离心加速度信号，从原始振动信号中剔除重力加速度信号及离心加速度信号之后，就能得到与叶片故障相关的裂纹开闭冲击信号及裂纹开闭位移信号。

本发明第一方面提供一种叶片故障信息提取方法，包括：

采集叶片的原始振动信号；

根据原始振动信号构造出重力加速度信号；

根据预设规则构造离心加速度信号；

将重力加速度信号及离心加速度信号，从原始振动信号中剔除，并计算得到裂纹开闭冲击信号和/或裂纹开闭位移信号。

进一步的，根据原始振动信号构造出重力加速度信号及离心加速度信号之前，还包括：

采集主轴转速信号，主轴转速信号的采样频率与原始振动信号的采样频率同步。

进一步的，根据原始振动信号构造出重力加速度信号及离心加速度信号之前，还包括：

采集主轴转速信号，主轴转速信号的采样频率与原始振动信号的采样频率不同步；

或，

未采集到主轴转速信号。

进一步的，根据原始振动信号构造出重力加速度信号，包括：

根据原始振动信号及主轴转速信号，构造出重力加速度信号。

进一步的，根据原始振动信号及主轴转速信号，构造出重力加速度信号，包括：

根据原始振动信号的采样频率及所有峰值点，计算得到每一个转频周期内的第一采样点数；

根据主轴转速信号的采样频率及所有转速脉冲上升沿，计算得到每一个转速脉冲周期内的第二采样点数；

根据第一采样点数和第二采样点数，计算得到每一个转速脉冲周期的平均旋转角度；

根据平均旋转角度为每一个转速脉冲周期对应的所有第一采样点平均分配旋转角增量，得到所有第一采样点的累加转角；