一种信号阶次跟踪方法、装置、计算设备及存储介质与流程

1.本发明涉及设备监测与传感器技术领域，特别涉及一种信号阶次跟踪方法、装置、计算设备及存储介质。


背景技术：

2.振动分析作为广泛采用的机械设备状态监测手段，其内容涉及信号获取、故障机理与建模、信号处理与特征提取、模式识别与智能决策等多个方面。通过信息处理、特征提取以及模式识别，可以实现恒工况设备的状态监测与故障诊断，目前的振动监测与诊断技术主要针对定转速机械设备。
3.变转速下的机械设备振动信号更加复杂，振动信号的调频、调幅、调相等非平稳特征不仅会由设备故障引发，转速变化也会给振动信号带来同样的现象，这在增加信号复杂程度的同时也极大提升了故障检测的难度。
4.阶次跟踪是变转速机械设备振动信号分析的一种有效方法，其基本思路是通过角度域等间隔采样技术将时间域的非平稳信号转化为角度域的平稳或循环平稳信号，对角度域采样信号进行频谱分析可进一步得到振动信号的阶次谱。
5.现有的阶次跟踪技术主要分为计算阶次跟踪(computed order tracking，cot)方法和无键相阶次跟踪(tacholess order tracking，tot)方法。计算阶次跟踪方法需要使用键相信号作为角度域参考信号，但键相信号依赖高精度的转速传感器获得，此类传感器不仅安装困难，且一旦传感器位置发生轻微变化(如拆卸后重新安装等)，就会导致转速测量失败。无键相阶次跟踪方法则是通过提取振动信号中蕴含的回转轴的瞬时相位以模拟键相信号，但振动信号往往夹杂大量噪声，难以通过算法完全抑制噪声，且还伴有大量非转频相关的部件特征频率成分，无法精确从频谱中提取转频成分，极大限制了该方法的实施。
6.因此，需要一种新的信号阶次跟踪方法，以解决上述问题。。


技术实现要素：

7.为此，本发明提供一种信号阶次跟踪方案，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。
8.根据本发明的一个方面，提供一种信号阶次跟踪方法，该方法包括如下步骤：首先，采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号；对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线；根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位；基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。
9.可选地，在根据本发明的信号阶次跟踪方法中，采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号的步骤，包括：通过安装于以联轴器与电机相连的齿轮箱上的振动传感器，采集振动信号；通过安装于电机上的磁通传感器，采集电机的定子旋转磁场的磁通信号。
10.可选地，在根据本发明的信号阶次跟踪方法中，对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线的步骤，包括：对磁通信号进行转频相关频段的频域滤波，以获取
滤波后的磁通信号；确定滤波后的磁通信号的多个键相时刻点；分别计算每相邻两个键相时刻点的瞬时转频，并根据瞬时转频生成定子旋转磁场的转速变化曲线。
11.可选地，在根据本发明的信号阶次跟踪方法中，确定滤波后的磁通信号的多个键相时刻点的步骤，包括：对滤波后的磁通信号，获取多个信号波形由正变负的过零点，并将各信号波形由正变负的过零点作为键相时刻点。
12.可选地，在根据本发明的信号阶次跟踪方法中，根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位的步骤，包括：根据定子旋转磁场的转速变化曲线，确定待跟踪的窄带区域；将待跟踪的窄带区域和振动信号输入到预设滤波器中，并根据输出的滤波结果提取电机的转子的瞬时相位。
13.可选地，在根据本发明的信号阶次跟踪方法中，基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪的步骤，包括：基于转子的瞬时相位，获取回转轴键相信息；通过回转轴键相信息，对振动信号进行阶次跟踪。
14.可选地，在根据本发明的信号阶次跟踪方法中，通过回转轴键相信息，对振动信号进行阶次跟踪的步骤，包括：通过回转轴键相信息，对振动信号进行等角度重采样，以获得对应的阶次波形。
15.根据本发明的又一个方面，提供一种信号阶次跟踪装置，该装置包括采集模块、处理模块、确定模块和跟踪模块。其中，采集模块适于采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号；处理模块适于对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线；确定模块适于根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位；跟踪模块适于基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。
16.根据本发明的又一个方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储有程序指令，其中，程序指令被配置为适于由至少一个处理器执行，程序指令包括用于执行如上所述的信号阶次跟踪方法的指令。
17.根据本发明的又一个方面，提供了一种存储有程序指令的可读存储介质，当程序指令被计算设备读取并执行时，使得计算设备执行如上所述的信号阶次跟踪方法。
18.根据本发明的信号阶次跟踪方案，先采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号，再对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线，根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位，基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。上述技术方案通过磁通传感器采集磁通信号，解决了常规采用转速传感器而带来的成本高、安装困难的问题。考虑到电机的定子、转子之间存在滑差，通过磁通传感器得到的电机转速并非设备的精确转速，其无法直接用于计算阶次跟踪，进而将磁通信号与振动信号相结合进行信号阶次跟踪，保证了跟踪效果和算法精度。
附图说明
19.为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
20.图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构框图；
21.图2示出了根据本发明一个实施例的信号阶次跟踪方法200的流程图；以及
22.图3示出了根据本发明一个实施例的信号阶次跟踪装置300的示意图。
具体实施方式
23.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
24.图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构框图。
25.如图1所示，在基本的配置102中，计算设备100典型地包括系统存储器106和一个或者多个处理器104。存储器总线108可以用于在处理器104和系统存储器106之间的通信。
26.取决于期望的配置，处理器104可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(up)、微控制器(uc)、数字信息处理器(dsp)或者它们的任何组合。处理器104可以包括诸如一级高速缓存110和二级高速缓存112之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心114和寄存器116。示例的处理器核心114可以包括运算逻辑单元(alu)、浮点数单元(fpu)、数字信号处理核心(dsp核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器118可以与处理器104一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器118可以是处理器104的一个内部部分。
27.取决于期望的配置，系统存储器106可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器106可以包括操作系统120、一个或者多个应用122以及程序数据124。在一些实施方式中，应用122可以布置为在操作系统上由一个或多个处理器104利用程序数据124执行指令。
28.计算设备100还包括储存设备132，储存设备132包括可移除储存器136和不可移除储存器138。
29.计算设备100还可以包括储存接口总线134。储存接口总线134实现了从储存设备132(例如，可移除储存器136和不可移除储存器138)经由总线/接口控制器130到基本配置102的通信。操作系统120、应用122以及程序数据124的至少一部分可以存储在可移除储存器136和/或不可移除储存器138上，并且在计算设备100上电或者要执行应用122时，经由储存接口总线134而加载到系统存储器106中，并由一个或者多个处理器104来执行。
30.计算设备100还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备142、外设接口144和通信设备146)到基本配置102经由总线/接口控制器130的通信的接口总线140。示例的输出设备142包括图形处理单元148和音频处理单元150。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个a/v端口152与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个i/o端口158和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备146可以包括网络控制器160，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口164与一个或者多个其他计算设备162通过网络通信链路的通信。
31.网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波
或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以是这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中以编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(rf)、微波、红外(ir)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。
32.计算设备100可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机。当然，计算设备100也可以实现为小尺寸便携(或者移动)电子设备的一部分，这些电子设备可以是诸如蜂窝电话、数码照相机、个人数字助理(pda)、个人媒体播放器设备、无线网络浏览设备、个人头戴设备、应用专用设备、或者可以包括上面任何功能的混合设备。甚至可以被实现为服务器，如文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器和web服务器等。本发明的实施例对此均不做限制。
33.计算设备100被配置为执行根据本发明的信号阶次跟踪方法200。其中，布置在操作系统上的应用122中包含用于执行本发明的信号阶次跟踪方法200的多条程序指令，这些程序指令可以指示处理器104执行本发明的信号阶次跟踪方法200，以便计算设备200通过执行本发明的信号阶次跟踪方法200来对信号进行阶次跟踪。
34.根据本发明的一个实施例，布置在操作系统上的应用122包括信号阶次跟踪装置300，信号阶次跟踪装置300中包含用于执行本发明的信号阶次跟踪方法200的多条程序指令，使得本发明的信号阶次跟踪方法200可以在信号阶次跟踪装置300中执行。
35.图2示出了根据本发明一个实施例的信号阶次跟踪方法200的流程图。信号阶次跟踪方法200可以在计算设备(例如前述计算设备100)的信号阶次跟踪装置300中执行。
36.如图2所示，方法200始于步骤s210。在步骤s210中，采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号。根据本发明的一个实施例，可使用如下方式采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号。
37.在该实施方式中，通过安装于以联轴器与电机相连的齿轮箱上的振动传感器，采集振动信号，通过安装于电机上的磁通传感器，采集电机的定子旋转磁场的磁通信号。振动传感器可采用压电式传感器，具体可安装于齿轮箱的轴承座上。磁通传感器除安装于电机上，还可以安装在电机输入电缆上。对于振动传感器和磁通传感器的安装位置、传感器类型及型号等，并不进行特别限定，只要能采集到适用的信号即可。
38.随后，进入步骤s220，对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线。根据本发明的一个实施例，可通过如下方式对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线。首先，对磁通信号进行转频相关频段的频域滤波，以获取滤波后的磁通信号。频域滤波简单来说，就是保留频域上相应频段区间内的值，区间外的值置零，而后通过如傅里叶反变换等处理得到时域波形。
39.假设额定转速的变化范围是10～20hz(赫兹)，电机的极对数是3，则转频相关频段为额定转速与电机的极对数的乘积，即30～60hz，对这一频段进行频域滤波，则可得到频率集中于转频相关频段的滤波后的磁通信号。当然，也可以设计这一频段的时域滤波器进行滤波，对具体的技术手段实现本发明并不限定。
40.而后，确定滤波后的磁通信号的多个键相时刻点。在该实施方式中，对滤波后的磁
通信号，获取多个信号波形由正变负的过零点，并将各信号波形由正变负的过零点作为键相时刻点。
41.对一个信号而言，其随时间的变化，可能会出现多次瞬时值为零的情况，此时所对应的时刻点即为该信号的过零点，在信号的瞬时值从正数变化到负数的过程中，即信号波形由正变负的过程中，与时间轴的交点即为信号波形由正变负的过零点。
42.此外，对滤波后的磁通信号，也可以获取多个信号波形由负变正的过零点，并将各信号波形由负变正的过零点作为键相时刻点。
43.最后，分别计算每相邻两个键相时刻点的瞬时转频，并根据瞬时转频生成定子旋转磁场的转速变化曲线。
44.每次信号过零说明回转轴转过了360度/极对数，则可得瞬时转频＝1/相邻两个键相时刻点的时间差
×
1/极对数。其中，瞬时转频的单位为hz，公式中第一个“1”指1秒，第二个“1”指1圈。在得到每相邻两个键相时刻点的瞬时转频后，对每相邻两个键相时刻点的瞬时转频所对应的时刻取平均值，这样依次计算得到转频随时间的变化曲线，将这一曲线按时间做线性插值成和振动信号长度一致的序列，以生成定子旋转磁场的转速变化曲线。
45.定子旋转磁场的转速变化曲线的生成方案，并不限于步骤s220中所描述的内容，还可以通过其他方式来实现。例如，对采集到的磁通信号进行短时傅里叶变换，即先进行分帧、加窗处理，得到一帧帧信号，再对每一帧信号进行傅里叶变换，其中窗函数可使用汉明窗。对每一帧信号的频谱，在转频相关频段内提取峰值对应的频率，作为当前帧信号的瞬时转速，则可得到多个瞬时转速，最后利用插值法获得定子旋转磁场的转速变化曲线。需要注意的是，此种方法下，利用插值法提取出的转速曲线和实际的电机转速之间存在一个系数关系，即电机转速＝提取转速/极对数。因此，在提取出转速曲线后，应通过上述系数关系进行比例变换以获得最终的定子旋转磁场的转速变化曲线。对于插值法的具体实现，此处不再赘述。
46.上述定子旋转磁场的转速变化曲线还可以通过信号处理算法以外的技术手段获得，比如电机内部自带的转速计输出转速，通过opc(object linking and embedding for process control，基于过程控制的嵌入式对象连接)数据采集协议等传输协议输送到采集系统中的，但这要求数据有很高的及时性,且系统集成较为复杂。
47.在步骤s230中，根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位。根据本发明的一个实施例，可通过如下方式确定电机的转子的瞬时相位。在该实施方式中，根据定子旋转磁场的转速变化曲线，确定待跟踪的窄带区域，将待跟踪的窄带区域和振动信号输入到预设滤波器中，并根据输出的滤波结果提取电机的转子的瞬时相位。
48.以振动传感器安装于齿轮箱的情况为例，将t时刻待跟踪的窄带区域描述为[l(t)，h(t)]，其中，l(t)＝定子转速(t)
×
啮合齿数-带宽/2，h(t)＝定子转速(t)
×
啮合齿数+带宽/2，定子转速(t)表示定子旋转磁场的转速变化曲线在时刻t下的值，带宽根据转速大小设置，一般设为4hz，以不混淆啮合频率和最近的转频边带为宜。
[0049]
预设滤波器为vold-kalman(弗德卡曼)滤波器，将上述待跟踪的窄带区域[l(t)，h(t)]和振动信号输入到vold-kalman滤波器中，可以得到滤波后的时域波形，从中可提取出啮合频率的瞬时相位。而啮合频率的瞬时相位与电机的转子的瞬时相位(即回转轴频率的
瞬时相位)存在倍数关系，即电机的转子的瞬时相位＝啮合频率的瞬时相位/啮合齿数。
[0050]
上述处理方式使用磁通识别的定子旋转磁场的转速变化曲线、啮合齿数来计算待跟踪的窄带区域，替代通过振动信号时频图以啮合频率脊线寻峰法识别出的窄带区间，然后利用vold-kalman阶次跟踪滤波器进行啮合频率的瞬时相位求取，避免因为转速脊线识别不准导致的阶次跟踪精度损失。
[0051]
最终，执行步骤s240，基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。根据本发明的一个实施例，可以通过如下方式对振动信号进行阶次跟踪。在该实施方式中，基于转子的瞬时相位，获取回转轴键相信息，通过回转轴键相信息，对振动信号进行阶次跟踪。在该实施方式中，可通过回转轴键相信息，对振动信号进行等角度重采样，以获得对应的阶次波形。
[0052]
回转轴键相信息包括步骤s230中预设滤波器输出的时域波形的多个由正变负(或由负变正)的过零点，记为回转轴键相点。统计每相邻两个回转轴键相点之间时间段最短的一组，假设其中包括200个时刻点。对每相邻两个回转轴键相点中间的振动信号，按等角度重采样。例如，某相邻两个回转轴键相点之间时间段对应的部分振动信号的时间序列表示为v1、v2、
……
、vm，其对应的时刻点为t1、t2、
……
、tm，m表示序列中最后一个序号。按等角度其对应的时刻点为等差数列t1、t2、
……
、t
200
，两两时刻点的差＝(t
m-t1)/200，对振动信号做线性插值,得到等角度重采样波形即为阶次波形。
[0053]
在实际应用中，上述方案最后的输出结果可以是阶次波形，也可以是基于阶次波形所提取或生成的指标，比如变转速设备(如风力发电机、钢铁轧机、辊压机、卷取机等)的1阶转频能量、啮合频率能量、啮合边带数量、边带能量等指标都属此阶次指标的范畴。
[0054]
图3示出了根据本发明一个实施例的信号阶次跟踪装置300的示意图。信号阶次跟踪装置300驻留在计算设备(例如前述计算设备100)中。信号阶次跟踪装置300通过执行本发明的信号阶次跟踪方法200来对信号进行阶次跟踪。
[0055]
如图3所示，信号阶次跟踪装置300包括采集模块310、处理模块320、确定模块330和跟踪模块340。其中，采集模块310分别与处理模块320、确定模块330和跟踪模块340相连，确定模块330还分别与处理模块320和跟踪模块340相连。
[0056]
其中，采集模块310可以采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号。处理模块320可以对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线。确定模块330可以根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位。跟踪模块340可以基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。
[0057]
应当指出，采集模块310用于执行前述步骤s210，处理模块320用于执行前述步骤s220，确定模块330用于执行前述步骤s230，跟踪模块340用于执行前述步骤s240。这里，关于采集模块310、处理模块320、确定模块330和跟踪模块340的执行逻辑可参见前文方法200中对步骤s210～s240的具体描述，此处不再赘述。
[0058]
根据本发明实施例的信号阶次跟踪方案，先采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号，再对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线，根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位，基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。上述技术方案通过磁通传感器采集磁通信号，解决了常规采用转速传感器而带来的成本高、安装困难的问题。考虑到电机的定子、转子之间存在滑差，通过磁
通传感器得到的电机转速并非设备的精确转速，其无法直接用于计算阶次跟踪，进而将磁通信号与振动信号相结合进行信号阶次跟踪，保证了跟踪效果和算法精度。
[0059]
这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、u盘、软盘、cd-rom或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。
[0060]
在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的信号阶次跟踪方法。
[0061]
以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。
[0062]
在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
[0063]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0064]
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0065]
本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
[0066]
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任
何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0067]
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0068]
此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
[0069]
如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
[0070]
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

技术特征：
1.一种信号阶次跟踪方法，包括：采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号；对所述磁通信号进行处理，以得到所述定子旋转磁场的转速变化曲线；根据所述振动信号和所述定子旋转磁场的转速变化曲线，确定所述电机的转子的瞬时相位；基于所述转子的瞬时相位，对所述振动信号进行阶次跟踪。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号的步骤，包括：通过安装于以联轴器与电机相连的齿轮箱上的振动传感器，采集振动信号；通过安装于所述电机上的磁通传感器，采集所述电机的定子旋转磁场的磁通信号。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述对所述磁通信号进行处理，以得到所述定子旋转磁场的转速变化曲线的步骤，包括：对所述磁通信号进行转频相关频段的频域滤波，以获取滤波后的磁通信号；确定所述滤波后的磁通信号的多个键相时刻点；分别计算每相邻两个键相时刻点的瞬时转频，并根据所述瞬时转频生成所述定子旋转磁场的转速变化曲线。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述确定所述滤波后的磁通信号的多个键相时刻点的步骤，包括：对所述滤波后的磁通信号，获取多个信号波形由正变负的过零点，并将各信号波形由正变负的过零点作为键相时刻点。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述根据所述振动信号和所述定子旋转磁场的转速变化曲线，确定所述电机的转子的瞬时相位的步骤，包括：根据所述定子旋转磁场的转速变化曲线，确定待跟踪的窄带区域；将所述待跟踪的窄带区域和所述振动信号输入到预设滤波器中，并根据输出的滤波结果提取所述电机的转子的瞬时相位。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述基于所述转子的瞬时相位，对所述振动信号进行阶次跟踪的步骤，包括：基于所述转子的瞬时相位，获取回转轴键相信息；通过所述回转轴键相信息，对所述振动信号进行阶次跟踪。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述通过所述回转轴键相信息，对所述振动信号进行阶次跟踪的步骤，包括：通过所述回转轴键相信息，对所述振动信号进行等角度重采样，以获得对应的阶次波形。8.一种信号阶次跟踪装置，包括：采集模块，适于采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号；处理模块，适于对所述磁通信号进行处理，以得到所述定子旋转磁场的转速变化曲线；确定模块，适于根据所述振动信号和所述定子旋转磁场的转速变化曲线，确定所述电机的转子的瞬时相位；跟踪模块，适于基于所述转子的瞬时相位，对所述振动信号进行阶次跟踪。
9.一种计算设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储有程序指令，其中，所述程序指令被配置为适于由所述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行如权利要求1-7中任一项所述的方法的指令。10.一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1-7中任一项所述方法。

技术总结
本发明公开了一种信号阶次跟踪方法、装置、计算设备及存储介质，该方法包括：采集振动信号和电机的定子旋转磁场的磁通信号；对磁通信号进行处理，以得到定子旋转磁场的转速变化曲线；根据振动信号和定子旋转磁场的转速变化曲线，确定电机的转子的瞬时相位；基于转子的瞬时相位，对振动信号进行阶次跟踪。对振动信号进行阶次跟踪。对振动信号进行阶次跟踪。


技术研发人员：朱非白 方敏 杨鹏海 贾维银
受保护的技术使用者：安徽容知日新科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/2