[发明专利]一种基于电流的通风机失速和喘振监测及诊断方法

摘要

一种基于电流的通风机失速和喘振监测及诊断方法，属于通风机状态监测领域。针对通风机在能源、化工、冶金等方面的重要性和通风机的失速与喘振带来的严重危害，研发出基于电流的通风机失速和喘振监测和诊断方法。目前已有的通风机失速和喘振监测及诊断方法不能在失速和喘振发生前发现失速和喘振，不能有效避免失速和喘振的发生。本发明采用通风机的电流信号作为状态信号，既能在强干扰环境下有效监测通风机的状态，又不需要增加额外的装置。利用改进的变差函数分析和处理获取的电流信号，发现电流信号中对失速和喘振敏感的趋势成分，实现了通风机失速和喘振的准确、快速、可靠地在线诊断与识别。

主权项

1.一种基于电流的通风机失速和喘振监测及诊断方法，其基于的硬件平台包括电流互感器、信号采集卡、微处理器、监测及诊断结果显示装置、通风机状态报警装置；其特征在于：包括以下步骤： S1：将电流互感器安装在通风机电机的任一输入电源的电缆上，通风机运行平稳后，信号采集卡开始采集电流信号，采样频率为f，其中100Hz≤f≤12kHz,信号采集卡将采集到的电流信号传输到微处理器中； S2：对S1中采集的电流信号进行截取，得到电流信号x(k)，k为电流信号的序号，1≤k≤N，信号每段长度为N，其中200≤N≤10240； S3:设置信号间的间隔向量h，h的值为1≤h<N； S4:求取每一个间隔向量h的改进的变差函数值γ(k,h)，计算公式为其中N为S2中信号每段长度，h为S3中的间隔向量，当|x(k)-x(k+h)|≥1时，H(k)=[x(k)-x(k+h)]²，当|x(k)-x(k+h)|<1时，x(k)为S2中电流信号，并利用直角坐标系表示出这些改进的变差函数值，横坐标为间隔向量，纵坐标为改进的变差函数值γ(k,h)；S5:拟合S4中获得的γ(k,h)，得到的曲线为改进的变差函数曲线； S6:取S5中改进的变差函数曲线h趋于0时的值为块金点C； S7：以块金点C作为支持向量机模型的特征向量，支持向量机模型的输出为y_i,i为0,1,2,3，y_i为0,1,2,3，分别对应通风机正常状态、失速状态、喘振状态和其他状态； S8：分别取通风机正常状态、失速状态、喘振状态和其他状态的电机电流的块金点C_i作为训练和测试样本，i为0,1,2,3，C_i与对应的支持向量机模型的输出y_i组成训练和测试集合，训练和测试集合表示形式为(C_i,y_i)，通过训练和测试建立支持向量机模型； S9:支持向量机模型建立以后，通过分析和运算电流互感器和采集卡获取的电流信号，得到电流信号的块金点，并输入到支持向量机模型中，输出通风状态； S10：如果出现通风机异常，通风状态异常报警装置发出报警，并将报警存储在数据库中。