汽轮机试验欠采样信号的处理方法研究

在汽轮机数字电液控制（DEH）系统试验的信号采集过程中,可能会碰到信号主要成分的频率过高,仪器无法满足奈奎斯特采样定律的情况。针对这一问题,通过希尔伯特变换构造解析信号的方法得到了信号的包络图,并根据包络信号对阀门的关闭时间进行了计算。考虑到基于信号包络线的计算方法计算精度受峰值点的时间间隔影响,为了提高计算精度,对欠采样信号进行了重构,通过快速傅里叶变换（FFT）对信号的主频率进行了分析,根据频域周期性延拓的性质确定了信号的主频率。在此基础上,根据信号初始值计算出了信号的初始相位,结合信号频率与初始相位对欠采样信号进行了重构。根据重构信号与实际信号差值,应用赤池信息（AIC）准则获取极值点的方法对阀门关闭时间进行了计算。比较2种方法的结果可知,通过信号重构的方法计算精度明显优于希尔波特变换求包络法,该研究结果可用于各类单频率成分的欠采样信号的重构,可以弥补DEH试验中硬件无法满足采样定理的不足。     

汽轮机阀门关闭试验中的噪声分析和信号处理

在进行汽轮机汽阀关闭试验时，可能会发生阀位信号受噪声污染的现象，从而无法计算准确的关闭时间，严重影响汽轮机安全评估的可靠性。针对某电厂汽阀关闭试验中被污染的信号，采用快速傅立叶变换（fast Fourie transform，FFT）对信号的构成进行了分析，采用波形比较的方法对单一正弦分量污染下的关闭时间进行了计算；采用无限脉冲响应（infinite impulse response，ⅡR）数字滤波法对多频率正弦噪声分量影响下的信号进行了滤波，比较了不同滤波器的滤波效果并对滤波后的关闭时间进行了计算。结果表明，波形比较法可用于单一分量污染下的关闭时间计算，巴特沃斯（Butterworth）滤波器和切比雪夫（Chebyshev）Ⅰ型滤波器可用于多频率正弦噪声分量影响下的信号滤波，基于巴特沃斯滤波的汽阀关闭时间计算结果略优于切比雪夫Ⅰ型。