[发明专利]一种水泵水锤故障诊断方法

权利要求书

1.一种水泵水锤故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取水泵测试工况下的时域振动信号，根据测试工况下的时域振动信号确定工频值；

2)根据确定的工频值，构建正弦参考信号；

3)将测试工况下的时域振动信号和构建的正弦参考信号输入至变分模式提取计算模型中，得到工频成分信号；

4)将测试工况下的时域振动信号减去工频成分信号，得到目标信号；

5)提取目标信号的水锤故障特征，并与水泵正常工况下的水锤故障特征进行比较，根据比较结果判断水泵是否发生水锤故障和/或水泵水锤故障的严重程度。

2.根据权利要求1所述的水泵水锤故障诊断方法，其特征在于，步骤1)中，采用如下手段以根据测试工况下的时域振动信号确定工频值：将测试工况下的时域振动信号进行傅里叶变换，得到测试工况下的频域振动信号；将测试工况下的频域振动信号中最大幅值处的频率值作为工频值。

3.根据权利要求2所述的水泵水锤故障诊断方法，其特征在于，步骤2)中，构建的正弦参考信号具有如下特征：正弦参考信号的频率为所述工频值，正弦参考信号的幅值为所述测试工况下的频域振动信号中最大幅值的一半，正弦参考信号的相位为0。

4.根据权利要求1所述的水泵水锤故障诊断方法，其特征在于，步骤3)中，所述工频成分信号为：

其中，为工频成分信号；α为平衡J₁和J₂的参数；为最小化目标函数，δ(t)为Dirac分布，表示一阶求导，j为复共轭，u_d(t)为期望信号，w_d为u_d(t)的中心频率；为引入的惩罚函数，β(t)为构建的滤波器的时域冲击响应，f_r(t)为残余信号；w为频域变量；λ为拉格朗日乘子，λ(w)为λ(t)的傅里叶变换；f(w)为输入信号f(t)的傅里叶变换，且f(t)＝u_d(t)+f_r(t)；u_d(w)为u_d(t)的傅里叶变换。

5.根据权利要求1所述的水泵水锤故障诊断方法，其特征在于，步骤5)中，所述水锤故障特征包括峭度指标、时域包络峭度指标、1倍频指标、2-5倍频频段指标、以及5-分析频率频段指标中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的水泵水锤故障诊断方法，其特征在于，步骤5)中，所述水锤故障特征的数量为至少两个，则大于相应正常工况下的水锤故障特征的目标信号的水锤故障特征数量越多，水泵发生水锤故障的程度越严重。