基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法和系统，包括以下步骤：获取全液压可变气门机构的振动信号，经预处理后得到非线性振动特征；根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值；根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率，结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息，判断是否存在故障。通过气门机构振动信号的非线性峭度谱，提高了振动信号在噪声环境下的故障表达能力和噪声适应能力，并通过双树复小波滤波器组，提升滤波后信号的冲击特性，对气门机构运行稳定性的故障诊断具有更好的噪声适应能力、计算效率和鲁棒性。计算效率和鲁棒性。计算效率和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法和系统


[0001]本专利技术涉及计算机辅助诊断
，具体为基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法和系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]配气机构作为发动机主要运动机构，影响着发动机的动力性、燃油经济性等工作性能。全液压可变气门是一种基于凸轮轴驱动的液压气门机构，可降低泵气损失、实现米勒循环，小负荷工况下降低油耗10
‑
15％，兼顾发动机高低速的性能，显著提升热效率和燃油经济性，大幅减少碳排放增量。
[0004]全液压可变气门结构复杂，其噪声信号中掺杂大量的背景干扰和不平衡激励，使气门故障特征产生混叠甚至被掩盖。同时气门机构本身噪声较复杂，包括摩擦振动噪声、凸轮轴与摇臂的撞击和摩擦、气门落座、不平衡惯性力下凸轮轴驱动轮的撞击等。复杂的干扰成分使得传统的时频分析方法不能准确有效地对气门机构稳定性做出诊断。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法和系统，基于广义非线性峭度和双树复小波，自动学习滤波器，并实现故障模式的诊断识别。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，包括以下步骤：
[0008]获取全液压可变气门机构的振动信号，经预处理后得到非线性振动特征；r/>[0009]根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值；
[0010]根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率，结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息，判断是否存在故障。
[0011]振动信号通过将加速度传感器连接在轴承座位置，通过电荷放大器和数采设备得到。
[0012]预处理包括，Z
‑
Score归一化。
[0013]预处理还包括，对归一化后的振动信号进行Sigmoid非线性激活，得到非线性振动特征。
[0014]根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值，包括：
[0015]确定峭度谱的分解层数，按照1/3
‑
二叉树结构构造树状频率分割图；
[0016]通过所划分的树状结构迭代生成双树复小波滤波器组；
[0017]通过滤波器组对信号进行滤波，得到对应的非线性峭度值；
[0018]对峭度最大值所在的频带进行窄带滤波和平方包络解调，得到信号的平方包络信号和包络谱。
[0019]根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率，结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息，判断是否存在故障，包括：
[0020]根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率；
[0021]根据包络信号的周期和包络谱的特征频率判断冲击信号出现的频率；
[0022]结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息和采集转速线的动力学特征判断气门的运行稳定性并定位故障。
[0023]本专利技术的第二个方面提供实现上述方法所需的系统，包括：
[0024]信号采集单元，被配置为：获取全液压可变气门机构的振动信号，经预处理后得到非线性振动特征；
[0025]谱峭度分析单元，被配置为：根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值；
[0026]模式识别单元，被配置为：根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率，结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息，判断是否存在故障。
[0027]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
[0028]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法中的步骤。
[0029]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。
[0030]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法中的步骤。
[0031]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0032]通过气门机构振动信号的非线性峭度谱，提高了振动信号在噪声环境下的故障表达能力和噪声适应能力，并通过双树复小波滤波器组，提升滤波后信号的冲击特性，对气门机构运行稳定性的故障诊断具有更好的噪声适应能力、计算效率和鲁棒性。
附图说明
[0033]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0034]图1是本专利技术一个或多个实施例提供的诊断系统结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0038]正如
技术介绍
中所描述的，全液压可变气门结构复杂，其噪声信号中掺杂大量的背景干扰和不平衡激励，使气门故障特征产生混叠甚至被掩盖。同时气门机构本身噪声较复杂，包括摩擦振动噪声、凸轮轴与摇臂的撞击和摩擦、气门落座、不平衡惯性力下凸轮轴驱动轮的撞击等。复杂的干扰成分使得传统的时频分析方法不能准确有效地对气门机构稳定性做出诊断。
[0039]因此以下实施例给出基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，基于广义非线性峭度和双树复小波，自动学习滤波器，并实现故障模式的诊断识别。
[0040]实施例一：
[0041]如图1所示，基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，包括以下步骤：
[0042]获取全液压可变气门机构的振动信号，经预处理后得到非线性振动特征；
[0043]根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值；
[0044]根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率，结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息，判断是否存在故障。
[0045]具体的：
[0046](1)振动信号采集：对加速度传感器进行安装与布置，通过电荷放大器和数采设备全液压可变气门机构进行采样，得到原始振动信号S
i
(1≤i≤N)；
[0047](2)非线性特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：获取全液压可变气门机构的振动信号，经预处理后得到非线性振动特征；根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值；根据峭度最大值所在的频带判断气门系统的共振频率，结合全液压可变气门机构各零部件的模态信息，判断是否存在故障。2.如权利要求1所述的基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，其特征在于：所述振动信号通过将加速度传感器连接在轴承座位置，通过电荷放大器和数采设备得到。3.如权利要求1所述的基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，其特征在于：所述预处理包括，Z
‑
Score归一化。4.如权利要求3所述的基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，其特征在于：所述预处理还包括，对归一化后的振动信号进行Sigmoid非线性激活，得到非线性振动特征。5.如权利要求1所述的基于全液压可变气门机构稳定性诊断方法，其特征在于：根据预先确定的峭度谱的分解层数，划分非线性振动特征的频带，得到每个频带的峭度值，包括：确定峭度谱的分解层数，按照1/3
‑
二叉树结构构造树状频率分割图；通过所划分的树状结构迭代生成双树复小波滤波器组；通过滤波器组对信号进行滤波，得到对应的非线性峭度值；对峭度最大值所在的频带进行窄带滤波和平方包络解调，得到信号的平方包络信号和包络谱。6.如权利要求1所述的基于全液压可变气门...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗振，李小霞，郑建松，
申请(专利权)人：龙口中宇机械有限公司，
类型：发明
国别省市：