基于稀疏算法的压缩机振动位移信号压缩技术

发布时间：2021-01-16 07:43

　　针对振动信号长期连续监测存在的数据存储量过大,造成资源浪费的问题,对机械振动信号的压缩方法进行了实验研究,其中振动位移信号来自于现场使用的离心压缩机机组。将三种典型的最优稀疏表达方法:基于框架的方法（MOF）,匹配追踪（MP）和基追踪（BP）作为压缩算法对振动信号进行分析。同时,将压缩比（CR）,均方差（MSE）,能量保留百分比（ER）和频谱相似度（COR）作为衡量指标来比较以上压缩算法压缩性能。结果表明匹配追踪（MP）稀疏表达优于其它两种方法,能够用来压缩振动信号,而不会丢失过多信息。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(07)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

仿真信号

我们只保留10%最大幅值以上的成分，并弃掉虚假成分（见第二节）。由图2(a）可以看出基于框架的系数方法MOF不仅会降低仿真信号故障频率能量，同时滤除了信号的高频成分，信号信息损失严重。图2(b）、图2(c）和图1(b）对比可以发现，基追踪BP（图2(c））不仅增加了仿真信号故障频率的能量，同时增加了高频成分能量，而匹配追踪MP恰恰相反，同时稍微降低了仿真信号能量。这些方法的压缩性能将在下一节中进一步讨论。3.1 实验分析

某石化离心压缩机组驱动端不平衡故障振动数据，如图4所示。采样频率是5120Hz，信号采样点数为1024，压缩机转速7987r/min，由不平衡故障的振动信号特征可知，振动信号频谱中的工频133Hz左右的成分会异常显著。用三种方法压缩并重构信号的均方误差、能量保留比和频谱相似度，如表1所示。三种方法时域上重构后的信号，如图5所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于正则化的稀疏表示方法[J]. 周锋,曾雪迎,杨力华.  数学学报(中文版). 2015(04)
[2]滑动轴承-转子系统不平衡-不对中-碰摩耦合故障动力学建模及响应信号分解[J]. 肖汉,周建中,肖剑,夏鑫,张炜博,付文龙.  振动与冲击. 2013(23)



本文编号：2980426