一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法

摘要

本发明公开了一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法，包括步骤：10）：建立一维线性定位模型；20）：设定衰减系数估计的初始迭代值和时间延迟估计的初始迭代值；30）：测算的真实值与估计值的估计误差；40）：根据估计误差，测算下一步迭代步长；50）：测算出迭代后的时间延迟估计和衰减系数估计；60）：测算出新的估计误差；70）：比较步骤30）和步骤60）测算的两次估计误差的相对误差，如果小于设定值，则由延迟时间估计测得碰摩源的位置；否则，转向步骤40）继续迭代。该方法考虑到转子系统碰摩声发射信号传播过程中出现信号衰减及强噪声干扰问题，通过加入衰减估计和变步长步骤，精确实现碰摩故障源的定位。

主权项

1.一种利用时延估计进行转子碰摩声发射源定位的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：10）：建立一维线性定位模型：在转子试验台的碰摩导波板上设置第一传感器（1）和第二传感器（2）两个传感器，转子碰摩声发射源位于两个传感器之间，且转子碰摩声发射源和两个传感器位于同一直线上，转子碰摩后产生声发射信号，该声发射信号被两个传感器接收，声发射信号在传播中伴随着衰减和噪声干扰；20）：设定衰减系数估计的初始迭代值和时间延迟估计的初始迭代值：通过碰摩声发射试验装置采集第一传感器（1）接收到的声发射信号x(t)和第二传感器（2）接收到的声发射信号y(t)，然后以两路声发射信号的能量比作为衰减系数估计的初始迭代值，最后设定一个时间延迟估计的初始迭代值；30）：测算y(t)的真实值与估计值的估计误差：假设两路声发射信号中，y(t)的能量比x(t)的能量小，转子碰摩声发射源信号先到达第一传感器（1），然后经一个延迟时间Δτ后到达第二传感器（2），则根据式（1）测算出y(t)的真实值与估计值的估计误差：$e\left(t\right)=y\left(t\right)-\hat{\alpha }x(t-\Delta \hat{\tau })$式（1）其中，e(t)表示估计误差，表示真实衰减系数α的衰减系数估计，表示真实时间延迟Δτ的时间延迟估计，表示第二传感器（2）接收的信号，此信号是第一传感器（1）接收到的信号x(t)在延时之后的信号；40）：根据估计误差e(t)，测算下一步迭代步长；50）：依据式（2），测算出迭代后的时间延迟估计和衰减系数估计；$\left\{\begin{array}{c}\hat{\alpha }(t+1)=\hat{\alpha }\left(t\right)-{\mu }_{\alpha }e\left(t\right)\frac{d\left(e\left(t\right)\right)}{d\left(\hat{\alpha }\left(t\right)\right)}\\ \Delta \hat{\tau }(t+1)=\Delta \hat{\tau }\left(t\right)-{\mu }_{\mathrm{\Delta \tau }}e\left(t\right)\frac{d\left(e\left(t\right)\right)}{d\left(\Delta \hat{\tau }\left(t\right)\right)}\end{array}\right.$式（2）其中，表示迭代后的衰减系数估计，表示迭代前的衰减系数估计，μ_α表示的迭代步长，表示对迭代前的衰减系数估计的偏导，表示迭代后的时间延迟估计，表示迭代前的时间延迟估计，μ_Δτ表示的迭代步长，表示对迭代前的时间延迟估计的偏导；60）：将步骤50）测算出的迭代后的时间延迟估计和迭代后的衰减系数估计代入式（1），测算出新的估计误差e(t+1)；70）：比较步骤30）和步骤60）测算的两次估计误差的相对误差，相对误差为如果相对误差小于1%，则停止测算，将步骤50）测得的时间延迟估计作为真实时间延迟Δτ，依据式（3），测得转子碰摩声发射源的位置；如果相对误差大于等于1%，则将步骤60）中测算出新的估计误差e(t+1)取代步骤30）中的e(t)，然后重复步骤40）至步骤70）；S₁=(D-vΔτ)/2     式（3）其中，S₁为转子碰摩声发射源到第一传感器（1）的距离，D表示第一传感器（1）和第二传感器（2）之间的距离，v为声发射信号的传播速度。