基于弗德卡曼阶比跟踪的转子起停车故障特征提取方法及应用

温广瑞， 江　铖， 李　杨， 廖与禾

(西安交通大学 机械制造系统国家重点实验室, 西安　710049)



基于弗德卡曼阶比跟踪的转子起停车故障特征提取方法及应用

温广瑞， 江铖， 李杨， 廖与禾

(西安交通大学 机械制造系统国家重点实验室, 西安710049)

摘要：针对传统起停车过程分析采用短时傅里叶变换提取瞬时幅值及相位会损失瞬变信息的不足，用弗德卡曼阶比跟踪原理(Vold-Kalman Filter Based Order Tracking，VKF-OT)结合全息谱原理，提出新的转子起停车故障特征提取方法。由转子起停车瞬态响应数据中提取随转速变化的阶比分量，通过各阶分量复包络直接求幅值、相位，能克服傅里叶变换的平均效应，保留转子振动瞬变信息；通过VKF-OT集成转子截面振动信息，结合全息谱理论绘制阶比全息瀑布图，提取转子起停车状态的故障特征，并用于起停车瞬态动平衡。结果表明，该方法可有效提取转子典型故障特征、降低转子系统一阶临界振动。

关键词：转子；起停车；Vold-Kalman阶比跟踪；全息瀑布图；故障特征提取；瞬态动平衡

转子作为大型旋转机械中关键设备主体，成为故障高发部位。识别、诊断转子故障有重要意义[1-2]。目前转子故障识别诊断主要基于稳态振动特征, 尚无充分利用升、降速过程振动信息。起停车过程振动信号相当于宽频激励的动态响应，较稳态转速的振动信息含信息更丰富，但起停车过程中由于转速不断变化，信号为非平稳。传统的起停车分析将非平稳过程视为短时窗内的平稳信号，利用短时傅里叶变换及内插技术求出各时窗内信号幅值、频率及相位，会造成FFT平均效应，即对一段频率或幅值非恒定信号用FFT求频率幅值相位时会产生频率模糊、幅值相位失真现象。……