專利名稱：一種利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源的定位方法，具體來說，涉及一種利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)靜部件碰摩是運(yùn)行中的常見故障。尤其是當(dāng)前旋轉(zhuǎn)機(jī)械正向著大型化、高參數(shù)、高效率發(fā)展，設(shè)備結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，動(dòng)靜間隙越來越小，從而使得動(dòng)靜部件碰摩問題變得越來越突出。聲發(fā)射技術(shù)(Acoustic Emission, AE)是一種有效地診斷碰摩故障的方法，不僅可以判斷碰摩的發(fā)生，還可以通過定位技術(shù)計(jì)算出碰摩發(fā)生的位置，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。時(shí)延估計(jì)(Time Delay estimation, TDE)是一種估計(jì)聲源信號(hào)到達(dá)不同傳感器的時(shí)間差的方法，目前這類算法主要有互相關(guān)(Cross-Correlation)算法、廣義·互相關(guān)(Generalized Cross-Correlation, GCC)算法、遞歸最小二乘(Recursive LeastSquares, RLS)算法、最小均方(Least Mean Square, LMS)算法，其中以LMS自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)最為常用。LMS算法將時(shí)間延遲等效為信號(hào)通過一有限脈沖響應(yīng)濾波器，根據(jù)濾波器輸出與參考信號(hào)的差值，使用梯度下降法不斷迭代時(shí)間延遲。但該算法僅僅是對(duì)時(shí)變的信噪比進(jìn)行跟蹤，并沒有考慮到信號(hào)本身的衰減，直接應(yīng)用于AE源的定位會(huì)產(chǎn)生較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法，該方法考慮到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩聲發(fā)射信號(hào)傳播過程中出現(xiàn)的信號(hào)衰減及強(qiáng)噪聲干擾問題，通過加入衰減估計(jì)和變步長(zhǎng)步驟，更加精確地實(shí)現(xiàn)碰摩故障源的定位。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法，該方法包括以下步驟10):建立一維線性定位模型在轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的碰摩導(dǎo)波板上設(shè)置第一傳感器(I)和第二傳感器(2)兩個(gè)傳感器，轉(zhuǎn)子碰摩源位于兩個(gè)傳感器之間，且轉(zhuǎn)子碰摩源和兩個(gè)傳感器位于同一直線上，轉(zhuǎn)子碰摩后產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，該聲發(fā)射信號(hào)被兩個(gè)傳感器接收，聲發(fā)射信號(hào)在傳播中伴隨著衰減和噪聲干擾；20):設(shè)定衰減系數(shù)估計(jì)《的初始迭代值和時(shí)間延遲估計(jì)^的初始迭代值通過碰摩聲發(fā)射試驗(yàn)裝置采集第一傳感器(I)接收到的聲發(fā)射信號(hào)x(t)和第二傳感器(2)接收到的聲發(fā)射信號(hào)y(t)，然后以兩路聲發(fā)射信號(hào)的能量比作為衰減系數(shù)估計(jì)“的初始迭代值，最后設(shè)定一個(gè)時(shí)間延遲估計(jì)Δ 的初始迭代值；30):測(cè)算y(t)的真實(shí)值與估計(jì)值的估計(jì)誤差假設(shè)兩路聲發(fā)射信號(hào)中，y(t)的能量比x(t)的能量小，碰摩源信號(hào)先到達(dá)第一傳感器(I)，然后經(jīng)一個(gè)延遲時(shí)間Λ τ后到達(dá)第二傳感器(2)，則根據(jù)式(I)測(cè)算出y(t)的真實(shí)值與估計(jì)值的估計(jì)誤差e(V) =式(I)
其中，e(t)表示估計(jì)誤差，α表示真實(shí)衰減系數(shù)α的衰減系數(shù)估計(jì)，Δτ表示真實(shí)時(shí)間延遲Λ τ的時(shí)間延遲估計(jì)，Χ&_Δ$表示第二傳感器(2)接收的信號(hào)，此信號(hào)是第一
傳感器(I)接收到的信號(hào)x(t)在延時(shí)后的信號(hào)；40):根據(jù)估計(jì)誤差e(t)，測(cè)算下一步迭代步長(zhǎng)；50):依據(jù)式(2)，測(cè)算出迭代后的時(shí)間延遲估計(jì)和衰減系數(shù)估計(jì)；
權(quán)利要求
1. 一種利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 10):建立一維線性定位模型在轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的碰摩導(dǎo)波板上設(shè)置第一傳感器(I)和第二傳感器(2 )兩個(gè)傳感器，轉(zhuǎn)子碰摩源位于兩個(gè)傳感器之間，且轉(zhuǎn)子碰摩源和兩個(gè)傳感器位于同一直線上，轉(zhuǎn)子碰摩后產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，該聲發(fā)射信號(hào)被兩個(gè)傳感器接收，聲發(fā)射信號(hào)在傳播中伴隨著衰減和噪聲干擾； 20):設(shè)定衰減系數(shù)估計(jì)α的初始迭代值和時(shí)間延遲估計(jì)的初始迭代值通過碰摩聲發(fā)射試驗(yàn)裝置采集第一傳感器(I)接收到的聲發(fā)射信號(hào)x(t)和第二傳感器(2)接收到的聲發(fā)射信號(hào)y(t)，然后以兩路聲發(fā)射信號(hào)的能量比作為衰減系數(shù)估計(jì)^的初始迭代值，最后設(shè)定一個(gè)時(shí)間延遲估計(jì)的初始迭代值； 30):測(cè)算y(t)的真實(shí)值與估計(jì)值的估計(jì)誤差假設(shè)兩路聲發(fā)射信號(hào)中，y(t)的能量比x(t)的能量小，碰摩源信號(hào)先到達(dá)第一傳感器(1)，然后經(jīng)一個(gè)延遲時(shí)間Λ τ后到達(dá)第二傳感器(2)，則根據(jù)式(I)測(cè)算出y(t)的真實(shí)值與估計(jì)值的估計(jì)誤差
2.按照權(quán)利要求I所述的利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法，其特征在于，在所述的步驟40)中，當(dāng)步驟30)測(cè)算的估計(jì)誤差e(t)大于O. I時(shí)，迭代步長(zhǎng)依據(jù)式(4)測(cè)算，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用時(shí)延估計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子碰摩聲發(fā)射源定位的方法，包括步驟10)建立一維線性定位模型；20)設(shè)定衰減系數(shù)估計(jì)的初始迭代值和時(shí)間延遲估計(jì)的初始迭代值；30)測(cè)算的真實(shí)值與估計(jì)值的估計(jì)誤差；40)根據(jù)估計(jì)誤差，測(cè)算下一步迭代步長(zhǎng)；50)測(cè)算出迭代后的時(shí)間延遲估計(jì)和衰減系數(shù)估計(jì)；60)測(cè)算出新的估計(jì)誤差；70)比較步驟30)和步驟60)測(cè)算的兩次估計(jì)誤差的相對(duì)誤差，如果小于設(shè)定值，則由延遲時(shí)間估計(jì)測(cè)得碰摩源的位置；否則，轉(zhuǎn)向步驟40)繼續(xù)迭代。該方法考慮到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩聲發(fā)射信號(hào)傳播過程中出現(xiàn)信號(hào)衰減及強(qiáng)噪聲干擾問題，通過加入衰減估計(jì)和變步長(zhǎng)步驟，精確實(shí)現(xiàn)碰摩故障源的定位。
文檔編號(hào)G01S5/20GK102928817SQ20121039746
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者鄧艾東, 童航, 秦康, 曹浩 申請(qǐng)人:東南大學(xué)