[发明专利]基于振动信号提取转速信息的方法及系统

说明书

本发明公开基于振动信号提取转速信息的方法及系统，其中，该方法包括采集振动信号，并基于振动信号获取多条瞬时速度曲线；将每条瞬时速度曲线按照相同的时间节点分别分解为多段瞬时速度曲线，获取每一段瞬时速度曲线对应的角度域振动信号，并利用预设的精确指标模型计算每一段角度域振动信号的精确指标；利用所述精确指标筛选出每一时间段中最精确的瞬时速度曲线，并整合得到精确瞬时速度曲线。本发明公开的基于振动信号提取转速信息的系统，采用上述基于振动信号提取转速信息的方法，通过评价反馈机制获取每个时间段中最精确的瞬时速度并将其整合在一起，进而提升瞬时速度曲线的精确度。

技术领域

本发明涉及转速测量技术领域，尤其涉及基于振动信号提取转速信息的方法及系统。

背景技术

目前，在无转速信息情况下，基于时频分析或相位解调通过振动信号提取瞬时速度的方法有上百种，虽然这些方法在实验室级别都已经与转速传感器测得的实际转速信号进行了对比验证，然而没有一种方法能够在所有的工况下得到最精确的瞬时速度曲线。

此外，基于振动信号的瞬时速度估计，主要应用在没有转速传感器的情况下进行瞬时速度提取与阶次跟踪，以进行后续的信号处理和分析。因此，在实际应用中，于没有速度传感器，无法选择最合适的方法精确提取瞬时速度。此外，由于以风电传动为主的振动信号中包含大量振动成分，关于如何针对具体信号提取合适的振动成分以进行后续瞬时速度提取与阶次跟踪，也没有相关评价机制，导致无法判断那个振动成分对应的瞬时速度最为精确，进而无法在所有的工况下得到最精确的瞬时速度曲线。

发明内容

本发明的目的在于提供基于振动信号提取转速信息的方法及系统，通过评价反馈机制获取每个时间段中最精确的瞬时速度并将其整合在一起，进而提升瞬时速度曲线的精确度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于振动信号提取转速信息的方法，包括：

采集振动信号，并基于振动信号获取多条瞬时速度曲线；

将每条瞬时速度曲线按照相同的时间节点分别分解为多段瞬时速度曲线，获取每一段瞬时速度曲线对应的角度域振动信号，并利用预设的精确指标模型计算每一段角度域振动信号的精确指标；

利用所述精确指标筛选出每一时间段中最精确的瞬时速度曲线，并整合得到精确瞬时速度曲线。

优选地，基于振动信号采用速度获取方法得到多条瞬时速度曲线，其中，所述速度获取方法包括以下一种或多种：

对振动信号进行时频分析，提取振动信号中的各条脊线，并依据脊线对应的阶次关系获取瞬时速度曲线；

提取振动信号中不同振动成分在不同频段的解析信号曲线，依据所述解析信号曲线获取相位信息曲线并进行微分以获取瞬时速度曲线；

对已获取的瞬时速度曲线，利用Vold-Kalman滤波按照传动关系获得高阶振动成分曲线，基于所述高阶振动成分曲线获取对应的相位信息曲线并进行微分以获取新的瞬时速度曲线。

较佳地，将每条瞬时速度曲线按照相同的时间节点分别分解为多段瞬时速度曲线，并获取每一段瞬时速度曲线对应的角度域振动信号的方法包括：

利用窗函数将每条瞬时速度曲线按照相同的时间节点分别分解为多段瞬时速度曲线；

通过对每一条瞬时速度曲线进行积分获得对应的瞬时相位曲线；

对所述瞬时相位曲线进行阶次跟踪获取每一条瞬时速度曲线对应的角度域振动信号。

较好地，所述精确指标模型设有多个单一指标分析单元及至少一个多指标融合单元，所述单一指标分析单元包括但不限于能量分析单元和阶次分析单元，利用预设的精确指标模型计算每一段角度域振动信号的精确指标的方法包括：