基于稀疏分解的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于稀疏分解的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號檢測方法，首先構(gòu)建原子函數(shù)庫{gi(t)}，其次采集壓氣機(jī)出口總壓信號s(t)，從s(t)中截取最近T時(shí)間段內(nèi)的信號，并對其進(jìn)行去均值和歸一化處理，得到分析信號sT(t)，進(jìn)行一步稀疏分解運(yùn)算，計(jì)算最大內(nèi)積值Rmax，將Rmax與檢測閾值Rth進(jìn)行比較，若Rmax>Rth，發(fā)出氣動(dòng)失穩(wěn)報(bào)警信號；否則，不發(fā)出報(bào)警信號，取檢測周期ΔT為5ms，循環(huán)進(jìn)行持續(xù)在線檢測。本發(fā)明緊扣壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號本質(zhì)特征和在線檢測系統(tǒng)的特點(diǎn)，提取待檢測信號中的最大發(fā)散成份；大大降低了稀疏分解算法的計(jì)算量，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
【專利說明】基于稀疏分解的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及葉輪機(jī)械防喘振【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于稀疏分解的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)失穩(wěn)不僅降低了葉輪機(jī)械的性能，而且?guī)韽?qiáng)烈的振動(dòng)，可能引起結(jié)構(gòu)的破壞而造成重大事故的發(fā)生。氣動(dòng)失穩(wěn)通常包括旋轉(zhuǎn)失速和喘振兩種形式。旋轉(zhuǎn)失速表現(xiàn)為失速氣團(tuán)沿周向的傳播，而喘振通常表現(xiàn)為流量和壓力沿軸線方向的振蕩。壓力較其它參數(shù)容易測量而且對氣動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象反應(yīng)敏感，因此氣動(dòng)失穩(wěn)檢測通常采用壓氣機(jī)出口動(dòng)態(tài)壓力作為輸入信號，通過對動(dòng)態(tài)壓力特征的提取來判斷壓氣機(jī)穩(wěn)定狀態(tài)。
[0003]現(xiàn)有采用信號方差變化進(jìn)行壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)檢測的方法，其實(shí)質(zhì)是通過判斷信號幅值增大也即功率增大超過預(yù)設(shè)閾值，就發(fā)出報(bào)警信號。信號幅值增大是報(bào)警的前提。因此，報(bào)警總是在出現(xiàn)明顯的氣動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象后給出。稀疏分解是一種新型的信號分析技術(shù)，它在超完備原子函數(shù)庫上采用盡可能少的信號分量表達(dá)原始信號。而靈活的原子函數(shù)庫構(gòu)建方法，可以深刻地反映信號的本質(zhì)特征。然而，目前采用稀疏分解原理的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號分析和檢測，尚未見報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號的一種檢測方法。該方法采用Laplace小波構(gòu)建原子函數(shù)庫，采用稀疏分解方法，尋找阻尼小于O的時(shí)刻，以此進(jìn)行氣動(dòng)失穩(wěn)信號的檢測。通過Laplace小波可以更加準(zhǔn)確地刻畫氣動(dòng)失穩(wěn)信號的本質(zhì)特征，更及時(shí)準(zhǔn)確可靠地檢測到氣動(dòng)失穩(wěn)信號。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]所述一種基于稀疏分解的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號檢測方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0007]步驟1:構(gòu)建原子函數(shù)庫{gi(t)}:
[0008]

【權(quán)利要求】
1.一種基于稀疏分解的壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)信號檢測方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:構(gòu)建原子函數(shù)庫{gi(t)}:
其中f為頻率，取值范圍為離散值{0.1:0.2:30,40:10:300}, ζ為阻尼比，取值范圍為離散值{-1:0.05:-0.05}, τ為時(shí)間參數(shù),A為歸一化因子,T為分析窗口長度；原子函數(shù)按典型采樣率Fs = 1kHz離散化，且原子函數(shù)均歸一化處理，均值為0，方差為I ; 步驟2:采集壓氣機(jī)出口總壓信號s (t)，采樣率取1kHz，采樣模式為連續(xù)采樣； 步驟3:截取分析信號sT⑴:從采集的壓氣機(jī)出口總壓信號s⑴中截取最近T時(shí)間段內(nèi)的信號，并對其進(jìn)行去均值和歸一化處理，得到分析信號sT(t)； 步驟4:進(jìn)行一步稀疏分解運(yùn)算，計(jì)算最大內(nèi)積值Rmax:
- max I (.V1 (/Xgi(O) j 步驟5:將Rmax與檢測閾值Rth進(jìn)行比較，若Rmax>Rth，發(fā)出氣動(dòng)失穩(wěn)報(bào)警信號；否則，不發(fā)出報(bào)警信號；其中Rth取0.65 ; 步驟6:取檢測周期AT為5ms，重復(fù)步驟3~5，進(jìn)行持續(xù)在線檢測。
【文檔編號】G01M9/00GK104198151SQ201410440847
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李長征, 許思琦, 胡智琦 申請人:西北工業(yè)大學(xué)