柴油机振动信号的自适应处理不锈钢泵
宜睿五金网 2022-08-12 16:57:15
柴油机振动信号的自适应处理
柴油机振动信号的自适应处理 2011年12月09日 来源: 为了检测柴油机的工作状态,对其性能信号的测量和分析是十分必要的。振动信号由于测量简便而得到广泛的应用。然而也正是由于其检测简便,只需在机体表面便可以测量,而不能直接测到机体内部,因而所得到的是一种间接的信号。然而,柴油机是一种非常复杂的机械系统,运动部件多因而振动源也多,如缸内爆发振动、阀的撞击振动、流体流动振动、传动件的啮合振动以及机体及各部件的固有振动等,所测得的信息十分丰富,当然也包括有相当多的干扰。图1为PZ12V190B型柴油机在缸盖上测得的一个工作循环的时域图形a、频域图形b及仅爆发段信号的频域图形c。由图中可以看出,两者的频域图形是不相同的,说明柴油机在不同的各个阶段有着不同的振动特性。当我们研究其中某段的振动时,要抓住其主要的振动特征,特别是爆发段是柴油机最主要的工作段,有必要对它进行细致地分析。但爆发段时间短,采集到的数据样本小,因而分辨率较低。现文采用信号自适应噪声信号对消的方法对它进行处理,用以突出主要信号,便于分析。a 时域图形 b 频域图形 c 爆发信号的频域图形图1 柴油机缸盖的振动图形1 信号的自适应处理方法 1.1 自适应系统 自适应系统实质上是一可调系统。通过对系统的调节,使已知的输入信号通过该系统后,输出信号达到某种预期的要求。自适应系统有多种形式,图2为本次所使用的自适应辨识系统,其中,xi为输入信号;yi为输出信号;di为标准信号;ei为误差。图2 自适应辨识系统 自适应系统的工作原理可简述为:通过对系统的调节使系统的输出误差ei为最小。 1.2 理论推导 自适应系统采用N阶线性组合系统,其线性系统理论,系统的输出、误差和方差为式中,W={w1,w2,...,wN}T为线性组合系统的系统系数。 对式(3)取数学期望(集平均) (4)式(4)对W求导数并令其为零, (5)即 RNNW=PN, (6)式中,RNN=E(x2i)为自相关矩阵;PN=E.(dixi)为互相关向量。 由式(6)就可以求出自适应系统的系统系数W。 1.3 自适应信号对消处理步骤 自适应对消是自适应辨识的一种应用,由自适应辨识系统得到输出后,只需将输出信号从输入信号中减去,便可得到对消后的信号,具体计算步骤为: a) 选取柴油机的振动信号xi及标准信号di。 b) 建立自相关矩阵RNN与互相关向量PN。 c) 求解方程(6),求得对消系统的系统系数W。 d) 由式(1)求系统的输出yi。 e) 对消(即xi-yi)。2 柴油机振动信号的自适应对消处理 图3为在对某PZ12V190B型柴油机缸盖上测得的时域振动信号(图1)对消后的图形,其中图1a为时域图形
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