[发明专利]基于小波分析的风电回转支承故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于小波分析的风电回转支承故障诊断方法，其特征是包括以下步骤：

A）通过加速度传感器和扭矩传感器提取早期风电回转支承的故障的加速度信号及扭矩信号；

b）将扭矩信号经过变送器变送，将变送过的扭矩信号及加速度信号再经过电流和电压转换板转换；

c）进入NI数据采集模块，选择合适的小波基函数，用小波分析的方法对故障信号进行多尺度分解；

d）从各尺度分解重构波形及其频谱图提取故障信号微细特征；

e）从而确定故障类型或故障发生时间。

2.根据权利要求1所述的基于小波分析的风电回转支承故障诊断方法，其特征是步骤c中所述选择合适的小波基函数包括以下步骤：

(1)选择紧支性且衰减性小的小波；

(2)选择具有正交性的小波；(3)选择具有对称性的小波；

(4)选择足够高的消失矩：

称小波ψ(t)具有M阶消失矩,如果对所有的0≤m≤M,m,M∈Z则有

∫_Rt^mψ(t)dt＝0     （１）

为了构造一个具有p阶消失矩的小波基,尺度滤波器组的长度不能少于2p；分析突变信号时,为了能够有效地检测出奇异点,所选的小波基必须具有足够高的消失矩；

(5)小波基的时频窗及其面积：

小波基的时间—频率窗口为

[b+at*-aΔψ,b+at*+aΔψ]×[ω*a-1aΔψ^,ψ*a+1aΔψ^]---(2)]]>

其宽度为2aΔψ,窗面积为这里t^*,Δψ分别是母小波ψ(t)的时窗中心和半径,ω^*,Δψ分别是对应的的频窗中心和半径，时频窗面积只与小波母函数ψ(t)有关，而与参数（a,b）毫无关系，窗面积的值愈小，ψ(t)的时频域局部化能力愈强，亦即其聚焦能力愈强；小波变换的时频窗虽然面积不变，但时窗和频窗的宽度是可变的，它在高频时使用短时窗和宽频窗，在低频时使用宽时窗和短频窗，故小波具有自适用分辨分析性能；

(6)选择线性相位性的小波

L²(R)中的函数ψ(t)具有线性相位，如果它的Fourier变换满足

ψ^(ω)=±|ψ(ω)^|ejaωa·e---(3)]]>

其中a是某个实常数，而±号与a无关。如果

ψ(ω)=φ(ω)^ei(aω+b)a·e---(4)]]>

其中φ是某个实值函数而a、b是实常数，则称函数ψ(t)具有广义线性相位；式（３）和（4）中的a称为的相位，我们知道，对称的实函数具有线性相位，

(7)选择具有斜对称性的小波：

L²(R)中的函数ψ(t)具有广义线性相位，当且仅当t∈R则称ψ(t)是关于a斜对称的；

在信号分析中，尺度函数和小波能够作为滤波函数，如果滤波器具有线性相位或至少具有广义线性相位，则能够避免信号在小波分解和重构时的失真。

根据以上标准，本专利采用Haar小波对加速度信号进行8层分解；采用Db02小波对扭矩信号进行8层分解。