一种高齿信号跟踪识别方法及系统与流程

本发明涉及转子转动检测，具体而言，涉及一种高齿信号跟踪识别方法及系统。

背景技术：

1、在工业领域，例如在机械制造、航空航天以及能源动力等行业往往具有转子结构以进行转动动力传递，转子的转动速度以及转动角度等是关键的运行参数，因此准确监测其转动情况对于设备的运行监控、故障诊断以及性能优化等方面均具有重要作用。

2、目前，工业领域，例如航空发动机中，常用的转子转动情况监测方案是，利用测速音轮和磁电式转速传感器进行。测速音轮大致类型于齿轮结构，其沿周缘具有多个齿结构，其中一个齿相较于其他齿略高，如此该略高于其他齿的齿可称为高齿，其余齿可称为非高齿。当转子转动时，测速音轮随之进行转动，转速传感器会产生与测速音轮的齿相对应的正弦电压信号，而在该正弦电压信号中，高齿通过传感器时产生的波形幅值会显著高于其他齿的波形幅值，如此通过识别高齿对应的波形，可以确定转子的角向位置以及利用单位时间内该波形出现的次数来确定转子的转速。然而，由于转速传感器的特性，输出信号的电压幅值随测速音轮的切线速度变化，且受到转子振动、装配同心度等因素的影响，导致信号幅值波动。因此现有的识别方法难以适应具有幅值时变的信号，因此容易导致测量误差或难以准确识别高齿信号。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供了一种高齿信号跟踪识别方法，其能够快速准确地对高齿信号进行识别。

2、本发明的目的还在于，提供了一种高齿信号跟踪识别系统，其能够快速准确地对高齿信号进行识别。

3、本发明的实施例可以通过以下方式实现：

4、一种高齿信号跟踪识别方法，用于测速音轮中高齿的识别检测；所述高齿信号跟踪识别方法包括：

5、获取采样数据信号；其中，所述采样数据信号为原始转动信号的一部分；

6、根据所述采样数据信号计算触发阈值；

7、根据所述触发阈值对所述采样数据信号进行二值化处理，以得到二值化信号；

8、对所述二值化信号进行差分计算，以根据当前位置信号与相邻位置信号的差值实现高齿识别。

9、可选地，根据所述采样数据信号计算触发阈值的步骤包括：

10、获取所述采样数据信号对应的数列；

11、计算所述数列的均值、最大值以及最小值，并根据所述均值、所述最大值和所述最小值确定所述触发阈值。

12、可选地，根据所述均值、所述最大值和所述最小值确定所述触发阈值的步骤包括：

13、触发阈值采用以下公式计算得到：

14、

15、其中，为所述触发阈值；为所述均值；为所述最大值；为所述最小值；δ为冲击系数，所述冲击系数的取值范围为0≤δ＜1。

16、可选地，所述冲击系数δ的值大于等于0.85。

17、可选地，获取采样数据信号的步骤包括：

18、获取预设识别时间间隔；

19、获取所述原始转动信号以及所述原始转动信号的采样频率；

20、根据所述预设识别时间间隔以及所述采样频率计算处理数据长度；

21、从所述原始转动信号中获取具有所述处理数据长度的信号段，所述采样数据信号为所述信号段。

22、可选地，根据所述触发阈值对所述采样数据信号进行二值化处理的步骤包括：

23、按照以下公式对所述采样数据信号进行二值化处理：

24、

25、其中，为所述采样数据信号中第k个数据；为二值化后的数据；为所述触发阈值；k为正整数。

26、可选地，对所述二值化信号进行差分计算的步骤包括：

27、根据以下公式进行差分计算：

28、

29、其中，为二值化后的第k个数据；为二值化后的第k+1个数据；为差分计算后的值。

30、可选地，在对所述二值化信号进行差分计算，以根据当前信号位置与前一信号位置的差值实现高齿识别的步骤之后，所述高齿信号跟踪识别方法还包括：

31、根据所述差分计算的值获取识别到的高齿信号的个数；

32、根据所述高齿信号的个数计算所述采样数据信号对应的转速。

33、可选地，根据所述高齿的个数计算所述采样数据信号对应的转速的步骤包括：

34、根据以下公式计算转速：

35、s＝60×dn/dt

36、其中，s为转速；dn为高齿信号的个数；dt为所述采样数据信号的预设识别时间间隔。

37、一种高齿信号跟踪识别系统，所述高齿信号跟踪识别系统包括测速音轮、转速传感器以及控制器；所述转速传感器用于与所述测速音轮的齿对正，以在所述测速音轮转动的情况下获取转动信号；所述控制器与所述转速传感器电连接，以获取所述测速音轮传输的转动信号；所述控制器用于执行如上述的高齿信号跟踪识别方法，且所述原始转动信号为所述转速传感器向所述控制器传输的转动信号。

38、本发明的实施例提供的高齿信号跟踪识别方法及系统的有益效果包括：

39、本发明的实施例提供了一种高齿信号跟踪识别方法，其包括获取采样数据信号；其中，采样数据信号为原始转动信号的一部分；根据采样数据信号计算触发阈值；根据触发阈值对采样数据信号进行二值化处理，以得到二值化信号；对二值化信号进行差分计算，以根据当前位置信号与相邻位置信号的差值实现高齿识别。如此实现了对高齿信号的跟踪识别，同时由于本发明提供的高齿信号跟踪识别方法，利用采样数据信号计算得到的触发阈值进行二值化处理，进而进行高齿信号识别，因此有助于在进行高齿识别时能够适应幅值的实时变化，从而提升识别准确性，而且在识别过程中通过二值化处理可以将数据由浮点类型转换为整数类型，降低对存储空间的要求，同时提高了处理速度，进而有助于实现高齿信号的快速识别。

40、本发明的实施例还提供了一种高齿信号跟踪识别系统，其包括用执行上述高齿信号跟踪识别方法的控制器，因此也具有能够快速、准确地实现高齿信号识别的有益效果。

1.一种高齿信号跟踪识别方法，用于测速音轮中高齿的识别检测；其特征在于，所述高齿信号跟踪识别方法包括：

2.根据权利要求1所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，根据所述采样数据信号计算触发阈值的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，根据所述均值、所述最大值和所述最小值确定所述触发阈值的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，获取采样数据信号的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，根据所述触发阈值对所述采样数据信号进行二值化处理的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，对所述二值化信号进行差分计算的步骤包括：

8.根据权利要求1所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，在对所述二值化信号进行差分计算，以根据当前信号位置与前一信号位置的差值实现高齿识别的步骤之后，所述高齿信号跟踪识别方法还包括：

9.根据权利要求8所述的高齿信号跟踪识别方法，其特征在于，根据所述高齿的个数计算所述采样数据信号对应的转速的步骤包括：

10.一种高齿信号跟踪识别系统，其特征在于，