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CN110987438B - 水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法 - Google Patents

水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法 Download PDF

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CN110987438B
CN110987438B CN201911229108.7A CN201911229108A CN110987438B CN 110987438 B CN110987438 B CN 110987438B CN 201911229108 A CN201911229108 A CN 201911229108A CN 110987438 B CN110987438 B CN 110987438B
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魏运水
王昕�
王利霞
陈学仁
张民威
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刘艺
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Beijing Zhongyuan Ruixun Science & Technology Co ltd
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Fujian Shuikou Power Generation Group Co Ltd
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Beijing Zhongyuan Ruixun Science & Technology Co ltd
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Fujian Shuikou Power Generation Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，包括以下步骤：步骤S1：采集初始振动信号数据；步骤S2:根据快速包络谱峭度计算最优带通滤波器;步骤S3:采用最优带通滤波器进行带通滤波，获得振动冲击信号波形；步骤S4:求解得到振动冲击信号波形的振动冲击包络；步骤S5:计算多个脉冲之间的时间间隔；步骤S6:估算多项式转速拟合系数；步骤S7:对振动冲击包络进行变频率重采样，获取转速拟合系数的最优值；步骤S8:构建拟合转速多项式，对振动冲击包络进行变频率重采样，获得经整周期采样的振动冲击包络波形；步骤S9:对经整周期采样的振动冲击包络波形作快速傅里叶变换，获得频谱；步骤S10:根据获取的频谱和拟合转速进行故障分析评价。

Description

水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法
技术领域
本发明涉及水轮发电机故障检测领域，具体涉及一种水轮发电机 变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法。
背景技术
水轮发电机组的变转速过程包括开机过程、停机过程甚至事故停 机过程，是水轮发电机组正常运行过程中必须历经的过渡过程，除以 上过程之外，甩负荷试验过程、过速试验过程等变转速过程，也是机 组正常投入运行前必须要进行的试验过程。在以上各类变转速过程中， 机组各部件结构载荷变化剧烈、工况变化复杂，相较而言，发生机组 故障机率较大。从故障诊断的角度来说，此过程中故障征兆丰富，因 此也是对各类故障进行有效识别的关键过程。特别的，机组上如果存 在动静摩擦、结构部件裂纹等故障，那么其引起的周期性振动冲击信 号也会蕴含在此过程的振动信号中，通过对这些冲击信号的检测和识别，就可以判断出机组是否存在动静摩擦、结构部件裂纹等故障。传 统的作法是针对振动信号辅助以同步识别转速及周期变化的键相信 号，进而通过信号分析识别出与转速相关的周期性冲击信号。但是在 很多条下，无法同步进行键相信号测量或者键相测量失效，在此情况 下，需要找到一种无键相条件下的振动冲击信号的检测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无键相信号下的水轮发电 机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，可实现在无键相条件 下的周期性振动冲击信号的识别与检测。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，包 括以下步骤：
步骤S1：采集水轮发电机变转速过程的振动信号数据，即初始振 动信号数据；
步骤S2:根据快速包络谱峭度计算最优带通滤波器；
步骤S3:根据初始振动信号数据，采用最优带通滤波器进行带通 滤波，获得振动冲击信号波形；
步骤S4:采用数字包络解调，求解得到振动冲击信号波形的振动冲 击包络xe(i)；
步骤S5:根据振动冲击包络波形数据xe(i)，计算多个脉冲之间的时 间间隔：ΔT1，ΔT2,…ΔTl；
步骤S6:根据估算转速，采用最小二乘法估算多项式转速拟合系数；
步骤S7:基于多项式转速拟合系数，采用逐次逼近方法，对振动冲 击包络进行变频率重采样，获取转速拟合系数的最优值；
步骤S8:根据转速拟合系数的最优值，构建拟合转速多项式，对振 动冲击包络进行变频率重采样，获得经整周期采样的振动冲击包络波 形；
步骤S9:对经整周期采样的振动冲击包络波形作快速傅里叶变换， 获得频谱；
步骤S10:根据获取的频谱和拟合转速进行故障分析评价。
进一步的，所述步骤S2具体为：
步骤S21：假定信号如下：
Figure BDA0002303061390000031
式中：H(t,ω)为被分析信号x(t)的时频复包络，采用快速傅里叶 变换计算得到；
步骤S22:根据谱的阶矩定义，谱峭度表示如下：
Figure BDA0002303061390000032
式中：C4y(ω)为信号y(t)的四阶谱累积量，S(ω)为谱瞬时矩；
步骤S23:采用快速谱峭度算法，计算每个频率带下的时域信号的 峭度值，将最大的峭度值对应的频率带B(Fc,ΔBw)作为最优的频率带， 得到最优的带通滤波器。
进一步的，所述快速谱峭度算法具体为：
步骤S231:设定初始滤波中心频率Fi_c和带通宽度ΔBi_w；
步骤S232:采用按照“1/3-进二”方式逐步分层、分解调整中心频 率和带宽度获得全部带通滤波器下的包络谱峭度,并进一步求得最优 的B(Fc,ΔBw)。
进一步的，所述步骤S6具体为：
步骤S61:根据振动冲击包络波形数据xe(i)计算得到的多个脉冲之 间的时间间隔：ΔT1，ΔT2,…ΔTl,
其中ΔTl是第l+1个脉冲和l个脉冲之间的时间间隔；
步骤S62:计算获得即时平均转速r1，r2，…rl,其中
Figure BDA0002303061390000033
为估算 的机组第l+1周和l周之间的平均转速；将r1，r2，…rl(l≥4)带下 式，
r(t)＝a3t3+a2t2+a1t1+a0 (3)
并用最小二乘法求解，获得多项式转速拟合系数
Figure BDA0002303061390000041
进一步的，所述步骤S7具体为：以
Figure BDA0002303061390000042
为基础，采用 逐次逼近方法，求解最优的多项式系数，具体流程步骤如下：
(a)令
Figure BDA0002303061390000043
步长
Figure BDA0002303061390000044
(b)令
Figure BDA0002303061390000045
步长
Figure BDA0002303061390000046
(c)令
Figure BDA0002303061390000047
步长
Figure BDA0002303061390000048
(d)令
Figure BDA0002303061390000049
步长
Figure BDA00023030613900000410
(e)将上述参数带入公式(8)就有：
Figure BDA00023030613900000411
Figure BDA00023030613900000412
(f)以
Figure RE-GDA00023575784100000413
为重采样频率对xe(i)进行采用峰值保持逐一进行采样， ns选择512或1024，总采集数据点数为p·ns个，其中p≥8。详细重采 样流程详见“根据时变转速重采样包络数据流程图”；
(g)设
Figure BDA00023030613900000414
为重采样后的振动冲击包络数据，那么对
Figure BDA00023030613900000415
进行快 速傅里叶变换，获得
Figure BDA00023030613900000416
的频谱
Figure BDA00023030613900000417
计算
Figure BDA00023030613900000418
的相对主频率
Figure BDA00023030613900000419
及其幅值
Figure BDA00023030613900000420
特别的，如果
Figure BDA00023030613900000421
则说明相对主频率并非是1倍 的转速频率，则另
Figure BDA00023030613900000422
(h)令A3＝A3+ΔA3,如
Figure BDA00023030613900000423
执行下一步,否则重复执行步骤(e)；
(i)令A2＝A2+ΔA2,如
Figure BDA00023030613900000424
执行下一步,否则重复执行步骤(d)；
(j)令A1＝A1+ΔA1,如
Figure BDA00023030613900000425
执行下一步,否则重复执行步骤(c)；
(k)令A0＝A0+ΔA0,如
Figure BDA00023030613900000426
执行下一步,否则重复执行步骤(b)；
(l)从所有获得的频谱主频率幅值
Figure BDA0002303061390000051
中寻找最大值对应的 A0,A1,A2,A3,令a0＝A0,a1＝A1,a2＝A2,a3＝A3,那么上述a0，a1，a2,a3为多 项式(8)的最优解。
(m)根据最优的多项式系数a0，a1，a2,a3对xe(i)重采样生成新的 变转速整周期振动冲击包络
Figure BDA0002303061390000052
进一步的，所述步骤S8具体为:重采样后的振动冲击包络为
Figure BDA0002303061390000053
其转速多项式拟合系数为a0，a1，a2,a3，对
Figure BDA0002303061390000054
作快速傅里叶变换 获得频谱数据
Figure BDA0002303061390000055
进一步的，所述初始振动信号数据包括采集到的安装在水轮发电 机组上的机架、顶盖、定子基座等部位的振动信号和上导、下导、水 导等各导轴承部位的摆度信号。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明采用逐次逼近方式求解多项式拟合转速变化函数，而 后根据时变转速进行重采样，通过对变转速过程中上述振动信号的变 换和分析，可实现在无键相条件下的周期性振动冲击信号的识别与检 测。
2、本发明可提高频谱分析的准确度，减小频谱的泄漏，提高对 动静摩擦、结构部件裂纹等故障的判断的准确性。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
图2是本发明一实施例中快速谱峭度计算示意图；
图3是本发明一实施例中采用最优带通滤波器滤波以后的振动 冲击波形信号；
图4是本发明一实施例中振动冲击包络信号；
图5是本发明一实施例中根据振动冲击包络脉冲时间间隔计算 示意图；
图6是本发明一实施例中根据时变转速重采样包络数据流程图；
图7是本发明一实施例中某机组变转速下的振动振动信号频谱 图；
图8是本发明一实施例中某机组变转速下的经重采样后的振动 振动信号频谱图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种水轮发电机变转速过程周期性振 动冲击信号检测的方法，包括以下步骤：
步骤S1：采集水轮发电机变转速过程的振动信号数据，即初始振 动信号数据；
步骤S2:根据快速包络谱峭度计算最优带通滤波器；
步骤S3:根据初始振动信号数据，采用最优带通滤波器进行带通 滤波，获得振动冲击信号波形；
步骤S4:采用数字包络解调，求解得到振动冲击信号波形的振动冲 击包络xe(i)；
步骤S5:根据振动冲击包络波形数据xe(i)，计算多个脉冲之间的时 间间隔：ΔT1，ΔT2,…ΔTl；
步骤S6:根据估算转速，采用最小二乘法估算多项式转速拟合系数；
步骤S7:基于多项式转速拟合系数，采用逐次逼近方法，对振动冲 击包络进行变频率重采样，获取转速拟合系数的最优值；
步骤S8:根据转速拟合系数的最优值，构建拟合转速多项式，对振 动冲击包络进行变频率重采样，获得经整周期采样的振动冲击包络波 形；
步骤S9:对经整周期采样的振动冲击包络波形作快速傅里叶变换， 获得频谱；
步骤S10:根据获取的频谱和拟合转速进行故障分析评价。
在本实施例中，所述步骤S2具体为：
步骤S21：假定信号如下：
Figure BDA0002303061390000071
式中：H(t,ω)为被分析信号x(t)的时频复包络，采用快速傅里叶 变换计算得到；
步骤S22:根据谱的阶矩定义，谱峭度表示如下：
Figure BDA0002303061390000072
式中：C4y(ω)为信号y(t)的四阶谱累积量，S(ω)为谱瞬时矩；
步骤S23:采用快速谱峭度算法，计算每个频率带下的时域信号的 峭度值，将最大的峭度值对应的频率带B(Fc,ΔBw)作为最优的频率带， 得到最优的带通滤波器。所述快速谱峭度算法具体为：
步骤S231:设定初始滤波中心频率Fi_c和带通宽度ΔBi_w；
步骤S232:采用按照“1/3-进二”方式逐步分层、分解调整中心频 率和带宽度获得全部带通滤波器下的包络谱峭度,并进一步求得最优 的B(Fc,ΔBw)。
如图2所示，是采用快速谱峭度对x(i)计算出来的各分层分解的 带通频带对应的峭度示意图，其中不同颜色代表了不同的峭度值，颜 色越红峭度值越大。从图中可以直观地观察到，当带通滤波器选定在 [53.343Hz,80.015Hz]时，峭度值达到最大值，因此[53.343Hz,80.015Hz] 是该振动信号的最优带通滤波器。
在本实施例中，所述步骤S3具体为:获得最优窄带滤波器之后， 对原始振动信号进行窄带滤波，然后采用希尔伯特(Hilbert)变换等数 字包络解调技术获得冲击脉冲信号的包络波形。图3是采用最优带通 滤波器对原始振动信号进行滤波以后的振动冲击时域波形，图4是根 据数字包络解调获得的振动冲击包络信号。从波形中可以清晰地观察 到多个高幅值的冲击脉冲信号，且其周期是变化的。
在本实施例中，设定由步骤二获得的振动冲击包络的时间序列为 xe(i)(i＝1,2....n)，采集频率为fs，采集周期为Ts，总采集时长为ΔT＝nTs， ΔT不小于机组最低可测转速下8个旋转周期的时间长度。xe(i)对应的 连续信号为xe(t)。
正如上述分析，不论碰摩故障以及结构裂纹故障，其都表现为冲 击信号周期性重复出现，机组旋转一周出现1次、2次或更高。
因此，可假定某时刻机组转速为r(t)(r/min),那么机组转速频率为
Figure BDA0002303061390000081
因此，那么冲击脉冲出现的频率为：
Figure BDA0002303061390000082
上式中是R(t)随转速随时间变化的函数，fp(t)是振动冲击脉冲频 率随时间变化的函数，那么可以看出，fp(t)正比于R(t)。
那么可以将xe(t)表示为：
Figure BDA0002303061390000091
上式中，N(t)为噪声信号。除噪声信号之外，xe(t)由一系列基础 频率为fp(t)及其倍数频率k·fp(t)(k＝2,3....∞)的信号组成。在稳定转速 条件下fp(t)为常数，而在变转速过程fp(t)为时变函数，其与转速的 关系满足公式(3)。
根据采样定理及数字傅里叶变换原理，在固定采样频率或周期下， 如果DFT采集时间窗口内的信号的周期延拓与实际信号完全吻合， 那么就不会出现泄漏现象。换句话说，对于时变信号
Figure BDA0002303061390000092
如果采集时间窗口内正好包含整数个信号周期，而且采集频率为与 fp(t)的整倍数关系，就能避免频谱泄漏。
那么如果能找到一个拟合函数R(t)，能够理想逼近r(t)，也就是是 说：
R(t)→r(t) (5)
那么：
Figure BDA0002303061390000093
那么如果设定一个变步长的采样频率：
Figure BDA0002303061390000094
那么对于任意的
Figure BDA0002303061390000095
只要保证采集时间长度满足 ΔT包含p个(p≥8,总采样点数为p·ns)完整周期的频率为fp(t)的信号， 那么对于任意的
Figure BDA0002303061390000096
其采样长时间窗口就满足采集k·p 个周期的完整信号，而且其时变的采集频率完全与时变频率fp(t)成整 数倍关系，那么就保证了对于任意信号xe_k(t)在重采样之后对其进行 快速傅里叶变换，其频谱没有泄露。
在本实施例中，采用3次多项式来拟合逼近机组转速的变化函数， 能满足机组升降速过程、过速试验、甩负荷试验等变转速过程的转速 逼近，也就是：
r(t)＝a3t3+a2t2+a1t1+a0 (8)
上式中，t以采样开始为0时刻计算，第i个数据样本对应的时刻 为t＝Ts(i-1)。寻找拟合函数的过程就其实就是寻找上述多项式系数a0， a1，a2，a3的过程。具体步骤如下:
(1)多项式系数的估算
为了找到上述四个多项式系数，首先需要估算出一组多项式系数
Figure BDA0002303061390000101
具体做法如下：
根据振动冲击包络波形数据xe(i)计算多个脉冲之间的时间间隔： ΔT1，ΔT2,…ΔTl,其中ΔTl是第l+1个脉冲和l个脉冲之间的时间间隔(见 图8)：
进而计算获得即时平均转速r1，r2，…rl,其中
Figure BDA0002303061390000102
近似为估算 的机组第l+1周和l周之间的平均转速。将r1，r2，…rl(l≥4)带入 公式(8)，并用最小二乘法求解，获得
Figure BDA0002303061390000103
在本实施例中，从求解过程看，r1，r2，…rl都是根据脉冲之间的 时间间隔而计算的平均估算转速，因而，
Figure BDA0002303061390000104
并不一定是 能满足对所有
Figure BDA0002303061390000105
整周期冲采样的最优的系数。因此
Figure BDA0002303061390000106
Figure BDA0002303061390000107
为基础，采用逐次逼近方法，求解最优的多项式系数。
具体流程步骤如下：
(a)令
Figure BDA0002303061390000111
步长
Figure BDA0002303061390000112
(b)令
Figure BDA0002303061390000113
步长
Figure BDA0002303061390000114
(c)令
Figure BDA0002303061390000115
步长
Figure BDA0002303061390000116
(d)令
Figure BDA0002303061390000117
步长
Figure BDA0002303061390000118
(e)将上述参数带入公式(8)就有：
Figure BDA0002303061390000119
Figure BDA00023030613900001110
(f)以
Figure RE-GDA00023575784100001111
为重采样频率对xe(i)进行采用峰值保持逐一进行采样， ns选择512或1024，总采集数据点数为p·ns个，其中p≥8。详细重采 样流程详见“根据时变转速重采样包络数据流程图”；
(g)设
Figure BDA00023030613900001112
为重采样后的振动冲击包络数据，那么对
Figure BDA00023030613900001113
进行快 速傅里叶变换，获得
Figure BDA00023030613900001114
的频谱
Figure BDA00023030613900001115
计算
Figure BDA00023030613900001116
的相对主频率
Figure BDA00023030613900001117
及其幅值
Figure BDA00023030613900001118
特别的，如果
Figure BDA00023030613900001119
则说明相对主频率并非是1倍 的转速频率，则另
Figure BDA00023030613900001120
(h)令A3＝A3+ΔA3,如
Figure BDA00023030613900001121
执行下一步,否则重复执行步骤(e)；
(i)令A2＝A2+ΔA2,如
Figure BDA00023030613900001122
执行下一步,否则重复执行步骤(d)；
(j)令A1＝A1+ΔA1,如
Figure BDA00023030613900001123
执行下一步,否则重复执行步骤(c)；
(k)令A0＝A0+ΔA0,如
Figure BDA00023030613900001124
执行下一步,否则重复执行步骤(b)；
(l)从所有获得的频谱主频率幅值
Figure BDA00023030613900001125
中寻找最大值对应的 A0,A1,A2,A3,令a0＝A0,a1＝A1,a2＝A2,a3＝A3,那么上述a0，a1，a2,a3为多 项式(8)的最优解。
(m)根据最优的多项式系数a0，a1，a2,a3对xe(i)重采样生成新的 变转速整周期振动冲击包络
Figure BDA00023030613900001126
在本实施例中，重采样后的振动冲击包络为
Figure BDA0002303061390000121
其转速多项 式拟合系数为a0，a1，a2,a3，对
Figure BDA0002303061390000122
作快速傅里叶变换获得频谱数 据
Figure BDA0002303061390000123
在本实施例中，图7是直接用某机组顶盖振动的原始振动包络数 据xe(i)进行快速傅里叶变换获得的频谱，而图8是对xe(i)重采样后的 振动冲击包络
Figure BDA0002303061390000124
进行快速傅里叶变换获得的频谱。
对比图7和和图8可以看出:
在图7中，各主要频率谱线具有明显的旁瓣，但图8中各主要频 率谱线的旁瓣很小；
图7各主要频率的幅值明显小于图8中各主要频率的幅值，典型 地，图7中的第1个主频率幅值为1.17左右，而对应图8的第1个 主频率幅值为1.568。
由此可见，图7中频谱存在泄漏，导致频率、幅值带有明显误差， 而用本方法则可以在无键相信号条件下获得较为理想的无泄漏的频 谱数据。
在本实施例中，可以获得误差较小的频谱，同时也可获得拟合转 速函数各阶系数，进而根据公式(8)计算出各时刻的转速。对比拟合 转速和机组实际转速，可以确定出每周发生冲击的次数，进而有助于 确定故障类型。而通过分析主频率的幅值的变化，可有助于确定各类 故障的发展程度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所 做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：采集水轮发电机变转速过程的振动冲击信号数据，即初始振动冲击信号数据；
步骤S2:根据快速包络谱峭度计算获得最优带通滤波器；
步骤S3:根据初始振动冲击信号数据，采用最优带通滤波器进行带通滤波，获得振动冲击信号波形；
步骤S4:采用数字包络解调，求解得到振动冲击信号波形的振动冲击包络波形数据xe(i)，i＝1,2....n；
步骤S5:根据振动冲击包络波形数据xe(i)，计算多个脉冲之间的时间间隔：ΔT1，ΔT2,…ΔTl；
其中ΔTl是第l+1个脉冲和第l个脉冲之间的时间间隔；
步骤S6:根据估算转速，采用最小二乘法估算多项式转速拟合系数；
步骤S7:基于多项式转速拟合系数，采用逐次逼近方法，对振动冲击包络波形数据进行变频率重采样，获取转速拟合系数的最优值；
步骤S8:根据转速拟合系数的最优值，构建拟合转速多项式，对振动冲击包络波形数据进行变频率重采样，获得经整周期采样的振动冲击包络波形数据；
步骤S9:对经整周期采样的振动冲击包络波形数据作快速傅里叶变换，获得频谱；
步骤S10:根据获取的频谱和拟合转速进行故障分析评价。
2.根据权利要求1所述的水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
步骤S21：假定信号如下：
Figure FDA0003318251500000021
式中：H(t,ω)为被分析信号x(t)的时频复包络，采用快速傅里叶变换计算得到；
步骤S22:根据谱的阶矩定义，谱峭度表示如下：
Figure FDA0003318251500000022
式中：C4y(ω)为信号y(t)的四阶谱累积量，S4y(ω)为信号y(t)的四阶谱瞬时矩，S2y(ω)为信号y(t)的两阶谱瞬时矩
步骤S23:采用快速谱峭度算法，计算每个频率带下的时域信号的峭度值，将最大的峭度值对应的频率带B(Fc,ΔBw)作为最优的频率带，得到最优的带通滤波器。
3.根据权利要求2所述的水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于，所述快速谱峭度算法具体为：
步骤S231:设定初始滤波中心频率Fi_c和带通宽度ΔBi_w；
步骤S232:采用按照“1/3-进二”方式逐步分层、分解调整中心频率和带通宽度获得全部带通滤波器下的包络谱峭度,并进一步求得最优的频率带B(Fc,ΔBw)。
4.根据权利要求1所述的水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：
计算获得即时平均转速r1，r2，…rl,其中
Figure FDA0003318251500000023
为估算的机组第l+1周和第l周之间的平均转速；将r1，r2，…rl，l≥4带入式(3)，
r(t)＝a3t3+a2t2+a1t1+a0 (3)
并用最小二乘法求解，获得多项式转速拟合系数
Figure FDA0003318251500000031
5.根据权利要求4所述的水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于，所述步骤S7具体为：以
Figure FDA0003318251500000032
为基础，采用逐次逼近方法，求解最优的多项式转速拟合系数，具体流程步骤如下：
(a)令
Figure FDA0003318251500000033
步长
Figure FDA0003318251500000034
(b)令
Figure FDA0003318251500000035
步长
Figure FDA0003318251500000036
(c)令
Figure FDA0003318251500000037
步长
Figure FDA0003318251500000038
(d)令
Figure FDA0003318251500000039
步长
Figure FDA00033182515000000310
(e)将(a)-(d)获取的参数带入公式(3)就有：
Figure FDA00033182515000000311
Figure FDA00033182515000000312
(f)以
Figure FDA00033182515000000313
为重采样频率对xe(i)进行采用峰值保持逐一进行采样，ns选择512或1024，总采集数据点数为p·ns个，其中p≥8；
(g)设
Figure FDA00033182515000000314
为重采样后的振动冲击包络数据，对
Figure FDA00033182515000000315
进行快速傅里叶变换，获得
Figure FDA00033182515000000316
的频谱
Figure FDA00033182515000000317
计算
Figure FDA00033182515000000318
的相对主频率
Figure FDA00033182515000000319
及其幅值
Figure FDA00033182515000000320
如果
Figure FDA00033182515000000321
则说明相对主频率并非是1倍的转速频率，则令
Figure FDA00033182515000000322
(h)令A3＝A3+ΔA3,如
Figure FDA00033182515000000323
执行下一步,否则重复执行步骤(e)；
(i)令A2＝A2+ΔA2,如
Figure FDA00033182515000000324
执行下一步,否则重复执行步骤(d)；
(j)令A1＝A1+ΔA1,如
Figure FDA00033182515000000325
执行下一步,否则重复执行步骤(c)；
(k)令A0＝A0+ΔA0,如
Figure FDA00033182515000000326
执行下一步,否则重复执行步骤(b)；
(l)从所有获得的频谱主频率幅值
Figure FDA0003318251500000041
中寻找最大值对应的A0,A1,A2,A3,令a0＝A0,a1＝A1,a2＝A2,a3＝A3,那么上述a0，a1，a2,a3为多项式(4)的最优解。
6.根据权利要求5所述的水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于，所述步骤S8具体为:重采样后的振动冲击包络为
Figure FDA0003318251500000042
其转速多项式拟合系数为a0，a1，a2,a3，对
Figure FDA0003318251500000043
作快速傅里叶变换获得频谱数据
Figure FDA0003318251500000044
7.根据权利要求1-5任一项所述的水轮发电机变转速过程周期性振动冲击信号检测的方法，其特征在于：所述初始振动冲击信号数据包括采集到的安装在水轮发电机组上的机架、顶盖、定子基座部位的振动冲击信号和上导、下导、水导轴承部位的摆度信号。
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