[发明专利]基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法和系统

说明书

本发明涉及故障诊断技术领域，提供一种基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法和系统。方法包括：获取运行工况下的旋转机械装备的运行振动功率谱；所述运行振动功率谱是通过将设定时段内，所述旋转机械装备的振动信号在振动频率域上变换得到的；基于所述运行振动功率谱和故障功率谱，计算得到相关系数；所述故障功率谱是设定故障下，所述旋转机械装备的故障振动功率谱；根据所述相关系数，得出所述设定故障的诊断结论。本发明一方面简化了故障诊断的运算复杂度，提升了故障诊断的效率；另一方面能够更有针对性的获取准确的故障类型，为特殊环境下的故障快速定位提供了有效的支持。

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法和系统。

背景技术

伴随着智能化的发展需求，现代大型机械设备一般都在重要旋转装备(例如，船舶设备中的汽轮机、发电机、推进电机等)布置多个振动传感器，分别沿不同方向对旋转机械装备进行全面的振动监测，并对监测数据进行分析，当旋转机械装备出现异常时，发出报警信号经人工确认后关停装备，并通知检修人员及时到达现场。

上述传统振动采集与分析系统有效保障了设备的安全运行，提供了异常报警的运维保障。然而故障的定位仍需检修人员根据实际情况进行拆卸检验。

受限于设备空间和拆卸条件，现有技术存在着故障定位困难、维修方案制定效率低，维修时间长等问题，进而影响设备运行的安全性与经济性。

因此，如何提供一种能够快速定位和高效检修的旋转机械设备故障诊断方法成为了业内亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法和系统，用以解决现有技术中故障定位困难、维修方案制定效率低，维修时间长的缺陷，实现能够快速定位和高效检修的旋转机械设备故障诊断。

本发明提供一种基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法，包括：

获取运行工况下的旋转机械装备的运行振动功率谱；所述运行振动功率谱是通过将设定时段内，所述旋转机械装备的振动信号在振动频率域上变换得到的；

基于所述运行振动功率谱和故障功率谱，计算得到相关系数；所述故障功率谱是设定故障下，所述旋转机械装备的故障振动功率谱；

根据所述相关系数，得出所述设定故障的诊断结论。

根据本发明提供的一种基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法，所述运行振动功率谱包括表示所述旋转机械装备轴向振动功率的第一分量Y₁和至少一个表示所述旋转机械装备径向振动功率的第二分量Y₂；所述故障功率谱包括表示设定故障下，所述旋转机械装备轴向振动功率的故障轴向分量X′₁和至少一个表示所述旋转机械装备径向振动功率的故障径向分量X′₂；

所述第二分量与所述故障径向分量一一对应。

根据本发明提供的一种基于相关性分析的旋转机械装备故障诊断方法，所述相关系数包括第一分量相关系数η₁和第二分量相关系数η₂；

所述第一分量相关系数η₁满足：

所述第二分量相关系数η₁满足：

式中，p为所述运行振动功率谱和故障功率谱中频率的取值数量；i为所述运行振动功率谱和故障功率谱中频率的序号，且i∈[1，p]；