[发明专利]基于振动信号谱线特征的冶金回转设备转速确定方法

权利要求书

1.一种基于振动信号谱线特征的冶金回转设备转速确定方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、在回转设备轴承座上采集振动信号，设振动信号为x(n),其中采样频率为f_s，数据长度为N,则频率分辨率△f＝f_s/N；

步骤二、对振动信号x(n)进行数据清洗，消除振动信号中的低频干扰成分；

步骤三、对清洗后的振动信号x(n)计算频谱Fre_i，其中i＝1,2,3,...,N；

步骤四、根据冶金设备的振动特性，振动信号谐波的存在范围在0Hz～110Hz之间，计算0Hz～110Hz的频谱能量均值E，

其中，k＝110/△f；

步骤五、根据频谱能量均值E，判断在5Hz～110Hz频谱中的峰值，每次在频谱序列中顺序取出5个点，构成分析片段L＝{Fre_i-2,Fre_i-1,Fre_i,Fre_i+1,Fre_i+2}，其中i＝3,4,5,...,k-2；满足条件max(L)(max(L)-min(L))αE的所有频谱幅值构成幅值峰值集合A，集合A对应的频率构成峰值频率集合F，其中α为降噪参数，一般取0.5；

步骤六、冶金设备的转频范围在5Hz～50Hz之间，在峰值频率集合F中搜索该频率范围内具有谐波分量的频率F_j；

若频率F_j存在二倍频，比较F_j对应幅值A_j与其二倍频幅值A_2j的大小，若A_jA_2j，则还需满足A_j0.2A_2j，满足上述条件，该频率F_j具有谐波分量；

若频率F_j无二倍频，还需判断其三倍频是否存在，判断方式与判断二倍频相同；

将所有具有谐波分量的F_j和相应的幅值A_j组成转频待选集合R；

步骤七、对转频待选集合R进行升序排序，寻找幅值最大对应的频率R_max，判断R中小于R_max的频率值R_l与R_max是否具有倍数关系；

若没有倍数关系，则R_max即为回转设备的转频；

若有倍数关系，则寻找所有存在倍数关系频率中的最小值R_m为转频；

步骤八、若不存在转频待选集合R，则在峰值频率集合F中寻找幅值最大处的对应频率作为转频。

2.根据权利要求1所述的基于振动信号谱线特征的冶金回转设备转速确定方法，其特征在于：所述振动信号x(n)数据清洗包括如下步骤：

S1、将振动信号x(n)均分为m段，计算每段振动信号的方差形成方差序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V_m}，m取8或者16；

S2、取方差序列的中位数为V_z，设干扰数据的判断阈值为2V_z；

S3、每一段振动信号数据的方差与2V_z进行比较，超过该阈值即判断该段数据为干扰数据，将干扰数据段置为零，其他数据段不变。