4 信号的精密分析幻灯片.ppt

* * * * * * * * * * * * * 轴心轨迹 轴心轨迹的测定 轴心轨迹 油膜涡动 一台压缩机高压缸转子系统发生油膜涡动导致机组停车，由于油膜涡动周期并不恰是转子回转周期的2倍，其轴心轨迹不完全重合，显得很凌乱。轴心轨迹呈内“8”字形，这是油膜涡动的典型特征。 不对中 转子碰摩 轴心轨迹 轴心轨迹 典型故障的轴心轨迹 轴心轨迹 分析轴心轨迹的方法 注意轴心轨迹的形状及其变化。当转子稳定转动时，轴心轨迹近似于椭圆，轨迹变为双椭圆时，表示滑动轴承中出现了半速涡动（又称双圈晃动），这是转轴失稳的初期征兆。 注意轴心轨迹的稳定性。正常情况下，轴心轨迹比较稳定，基本上相互重合。如果轴心轨迹紊乱，形状和大小不断变化，不能重合，则表明运行状态出现异常。 观察轴心轨迹的旋转方向。旋转方向与转子转动方向一致，称为正向进动；二者相反时，称为反向进动。大多数情况下，轴心轨迹都是正向进动，有时出现反向进动，可能由于转子径向干摩擦所致。 轴心轨迹 例： 汽轮发电机组一个轴承在不同转速下的轴心轨迹 信号的精密分析 倒频谱分析 细化谱分析 离散频谱校正技术 滤波 共振解调 轴心轨迹 全息谱 提取频谱图中的周期成分 使得感兴趣的频区得到较高的分辨率 获得准确的频率/幅值/相位 滤除噪声，保留有用特征 提取低频调制信号，即故障特征频率 观察运动轨迹，半定量分析，佐证其他分析结果 全息谱分析 概述 传统谱分析一次只对一个测点信号进行分析，无法描述设备振动的全貌 谱分析通常只顾及了幅值(或功率)随频率分布方面的信息，信息量小，无法使不同类型的故障显示出明确的特征 全息谱构成原理 将被传统谱分析所忽略的相位信息充分利用起来，使设备的振动形态得到全面的反应，以提高故障诊断所需要的信息量 全息谱的构造过程 将单个传感器输出的振动信号通过改进的FFT算法分解为谐波频率成分 将同一支承面内互成90°两个方向的同一频率谐波进行集成处理，合成为一运动轨迹，构成全息谱 工程信号分析与处理信号的精密分析 全息谱分析 全息谱图轨迹形状 工程信号分析与处理信号的精密分析 二维全息谱 三维全息谱 全息谱分析 全息谱图轨迹形状 工程信号分析与处理信号的精密分析 设x、y两方向的同频振动信号为： 将两信号相加，则可得到合成振动为： 当 时，即信号相位相差90°时， 轨迹是一个椭圆。如果A1=A2，则轨迹便变成了一个正圆。 全息谱分析 应用 工程信号分析与处理信号的精密分析 管道激振全息谱与油膜涡动全息谱的对比 信号的精密分析 倒频谱分析 细化谱分析 离散频谱校正技术 滤波 共振解调 轴心轨迹 全息谱分析 提取频谱图中的周期成分 使得感兴趣的频区得到较高的分辨率 获得准确的频率/幅值/相位 滤除噪声，保留有用特征 增加相位信息，佐证其他分析结果 提取低频调制信号，即故障特征频率 观察运动轨迹，半定量分析，佐证其他分析结果 重点 各方法间的关系 幅值谱 功率谱 倒频谱分析 细化谱分析 离散频谱校正技术 滤波 共振解调 轴心轨迹 全息谱分析 方法作用 方法原理 方法适用性 各方法间关系 * * * * * * * * * * * * * * 算法实现的过程（***） * * * * 离散频谱校正技术 校正方法 离散频谱能量重心校正法 对幅值谱进行校正的比值法 FFT+DFT谱连续细化分析傅里叶变换法 相位差校正法 时移法 缩短窗长法 综合法 工程信号分析与处理信号的精密分析 比值校正法 比值校正法 寻找重心 确定偏移量 信号的精密分析离散频谱校正 比值校正法 频率校正 信号的精密分析离散频谱校正 构造一函数 求出其反函数 x=g(v)， 即求解谱线校正量Δx=Δk= -x 则校正频率为： 幅值校正 设窗函数的频谱模函数为f(x)，主瓣函数为y=Af(x-x0)，这就是信号频谱与窗函数卷积的结果，其中， A 为真实幅值，对应主瓣中心 x0 将 y= yk， x= k代入y=Af(x-x0) ，得yk =Af(k-x0) 其中，k-x0=-Δk 解出A值 比值校正法 相位校正 谱分析所用窗函数都不是对称于 y 轴的，都要向右平移 N /2点，其频谱函数相对于 y轴来说有一个相移因子 ，相移角为 表明窗函数的相位是线性的 信号的精密分析离散频谱校正 窗函数的相位 相位校正量为 真实相位角为 比值校正法 仿真计算 信号的精密分析离散频谱校正 未校正频谱 校正后的频谱 信号的精密分析 倒频谱分析 细化谱分析 离散频谱校正技术 滤波 共振解调 轴心轨迹 全息谱分析 提取频谱图中的周期成分 使得感兴趣的频区得到较高的分辨率 获得准确的