(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210885284.1 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 湖南五凌电力科技有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市天心区五凌 路 188号 申请人 五凌电力有限公司 　 五凌电力有限公司东 坪水电厂 (72)发明人 李橙橙　张新华　胡勇胜　万元　 潘平衡　胡边　付亮　刘远孝　 胡阆　张勋　杨茂盛　姜运　 时志能　王佩　曹旺　胡靖远　 (74)专利代理 机构 北京风雅颂专利代理有限公 司 11403 专利代理师 曾志鹏(51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06Q 50/06(2012.01) G01M 15/00(2006.01) G01H 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种水电机组振动信号特征提取方法、 装置 及电子设备 (57)摘要 本发明提供一种水电机组振动信号特征提 取方法、 装置及电子设备， 所述方法包括根据预 设采样频率采集水电机组的振动信号， 通过滑动 傅里叶变换获取所述振动信号的第一时频矩阵， 通过Wigner ‑Ville分布获取所述振动信号的第 二时频矩阵， 基于所述第一时频矩阵和所述第二 时频矩阵获取所述振动信号的联合时频矩阵， 根 据所述联合时频矩阵生成谱峭度图， 基于所述谱 峭度图提取振动信号特征以判断所述水电机组 的故障类型。 本发明提供一种水电机组振动信号 特征提取方法， 采用谱峭度图作为水电机组振动 状态监测的参考特征量， 通过谱峭度图得到的频 带带宽和中心频率等频谱信息， 可以有效表征机 组故障的冲击成分。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115270871 A 2022.11.01 CN 115270871 A 1.一种水电机组振动信号特 征提取方法， 其特 征在于， 包括： 根据预设采样频率采集水电机组的振动信号； 通过滑动傅里叶变换获取所述振动信号的第一时频矩阵， 通过Wigner ‑Ville分布 获取 所述振动信号的第二时频矩阵； 基于所述第一时频矩阵和所述第二时频矩阵获取 所述振动信号的联合时频矩阵； 根据所述联合时频矩阵生成谱峭度图； 基于所述谱峭度图提取振动信号特 征以判断所述水电机组的故障类型。 2.如权利要求1所述的水电机组振动信号特征提取方法， 其特征在于， 所述根据 预设的 采样频率采集水电机组的振动信号包括： 获取振动信号采样频率； 根据所述采样频率对水电机组水平方向和垂直方向的振动信号进行采集。 3.如权利要求1所述的水电机组振动信号特征提取方法， 其特征在于， 所述通过滑动傅 里叶变换获取 所述振动信号的第一时频矩阵包括： 选择预设的窗函数， 设置所述窗函数的窗长和滑动步长； 基于所述窗函数、 窗长以及滑动步长对所述振动信号进行持续截取， 通过快速傅里叶 变换算法获取每次截取的振动信号对应的频谱； 基于得到的多个所述频谱获取 所述第一时频矩阵。 4.如权利要求1所述的水电机组振动信号特征提取方法， 其特征在于， 所述基于所述第 一时频矩阵和所述第二时频矩阵获取 所述振动信号的联合时频矩阵包括： 根据所述第 一时频矩阵和所述第 二时频矩阵应用联合模型获取联合 时频矩阵， 所述联 合模型为： SWz(t， f)＝| |SDFTz(t， f)| |2·WVDz(t， f)， 其中， ||SDFTz(t， f)||2表示第一时频矩阵取模的平方， WVDz(t， f)表示第 二时频矩阵， SWz(t， f)表示联合时频矩阵。 5.如权利要求1所述的水电机组振动信号特征提取方法， 其特征在于， 所述根据 所述联 合时频矩阵生成谱峭度图包括： 将所述联合时频矩阵划分为预设数量个频 带； 计算划分的各个所述频 带的谱峭度值； 将各个频带内的谱峭度值表示在(t， f)平面上， 生成谱峭度图， 其 中， t表示时间， f表示 频率。 6.如权利要求5所述的水电机组振动信号特征提取方法， 其特征在于， 所述计算划分的 各个频带内的谱峭度值的公式为： 其中， n1表示频带内谱线数， Xi表示频带内第i个频谱， μ表示全频带频谱的均值， σ1表示 全频带频谱的标准差， K表示谱峭度值。 7.如权利要求1所述的水电机组振动信号特征提取方法， 其特征在于， 所述基于所述谱权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270871 A 2峭度图提取振动信号特 征以判断所述水电机组的故障类型包括： 对长度为N1的谱峭度曲线s(n2)， 计算峭度阈值 其中， σ2是峭度 频谱的标准差， 可表示 为 搜索所述谱峭度曲线s(n2)， 获得幅值大于峭度阈值T的极值点及所述极值点对应的位 置； 计算所述极值 点对应的频 带带宽和中心频率； 所述频带带宽的计算公式为： 其中， fs表示振动信号采样频率， k表示频 带划分数； 所述中心频率计算公式为： 其中， J表示幅值大于 峭度阈值T的极值 点所在频 带位置； 根据得到的所述频带带宽和中心频率(频谱信息)判断所述水电机组振动信号所表征 的故障类型。 8.一种水电机组振动信号特 征提取装置， 其特 征在于， 包括： 振动信号采集模块， 用于根据预设的采样频率采集水电机组的振动信号； 基础时频矩阵获取模块， 用于通过滑动傅里叶变换获取所述振动信号的第一时频矩 阵， 通过W igner‑Ville分布获取 所述振动信号的第二时频矩阵； 联合时频矩阵获取模块， 用于基于所述第 一时频矩阵和所述第 二时频矩阵获取所述振 动信号的联合时频矩阵； 谱峭度图生成模块， 用于根据所述联合时频矩阵生成谱峭度图； 信号特征提取模块， 用于基于所述谱峭度图提取振动信号特征以判断所述水电机组 的 故障类型。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中 任一项所述的水电机组振动信号特 征提取方法。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机指令， 其特征在 于， 所述计算机指 令用于使计算机执行如权利要求1至7中任一项 所述的水电机组振动信号 特征提取方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270871 A 3