[发明专利]一种齿轮箱复合故障诊断方法及系统

权利要求书

1.一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是包括如下步骤： 

(1)采用加速度振动传感器拾取齿轮箱振动信号，该加速度传感器安装在待测齿轮箱输入轴端盖上； 

(2)对采集的风电机组齿轮箱振动信号进行1/4采样平移双树复小波变换，得到信号的多个子带分解信号；即 

首先、构造1/4采样平移双树复小波变换所用双树滤波器组，该双树滤波器组的第一层分解使用的滤波器组与原始双树复小波分解第一层的滤波器组相同，而后续的高层分解所用滤波器组均采用延迟1/4采样构造，即后一层滤波器组在前一层滤波器组的基础上延迟1/4个采样周期； 

其次、利用构造好的双树滤波器组，采用两个并列的离散小波变换对拾取的齿轮箱振动信号进行并行分解，得到齿轮箱振动的多个子带分解信号；上述多个子带分解信号包含有一个低频子带分解信号和一系列高频子带分解信号；其中每个子带分解信号的实部和虚部分别由第一个离散小波变换和第二个离散小波变换构成； 

(3)逐一对分解得到的多个子带分解信号进行能量算子解调处理，提取出齿轮复合故障相关特征并进行识别诊断。 

2.根据权利要求1所述的一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是：步骤(2)中所述双树滤波器组的第一层分解使用的滤波器组为双正交滤波器。 

3.根据权利要求1所述的一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是：步骤(2)中所述双树滤波器组的高层分解使用的滤波器组为线性相位Q平移滤波器。 

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是：步骤(2)中所述所述双树滤波器组的分解层数介于3～5层之间。 

5.根据权利要求1所述的一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是：步骤(3)中所述能量算子解调的方法为： 

式中，x_i(t)表示待处理的一子带分解信号，ψ表示能量算子。 

6.根据权利要求1所述的一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是： 步骤(3)中采用人工和计算机相结合的方式对提取出的齿轮复合故障相关特征并进行识别诊断，即 

将提取出的齿轮复合故障相关特征与预先存储在计算机的特征数据库中的已知齿轮复合故障特征进行比较；当提取出的齿轮复合故障相关特征与已知齿轮复合故障特征相同时，计算机自动识别出该待测齿轮箱的具体故障模式；当提取出的齿轮复合故障相关特征与已知齿轮复合故障特征不相同时，计算机将该无法判别的齿轮复合故障相关特征进行存储，存储下的无法自动判别的齿轮箱的具体故障模式需要采用人工排查方式才能逐步出判断齿轮箱的具体故障模式。 

7.根据权利要求6所述的一种齿轮箱复合故障诊断方法，其特征是：步骤(3)中，对于该无法判别的齿轮复合故障相关特征，在采用人工排查方式确定了齿轮箱的具体故障模式之后，需要将该齿轮复合故障相关特征以及对应的齿轮箱的具体故障模式扩展存储至计算机的特征数据库中。 

8.一种齿轮箱复合故障诊断系统，其特征是：其主要由加速度振动传感器、1/4采样平移双树复小波变换模块、能量算子解调处理模块、模式识别模块和特征数据库构成； 

加速度振动传感器，安装在待测齿轮箱输入轴端盖上，用于拾取齿轮箱振动信号； 

1/4采样平移双树复小波变换模块，包括2个并列的双树滤波器组，用于对采集的风电机组齿轮箱振动信号进行1/4采样平移双树复小波变换，得到信号的多个子带分解信号； 

上述每个双树滤波器组包括第一层分解滤波器组和后续高层分解滤波器组，该第一层分解滤波器组与原始双树复小波分解第一层的滤波器组相同，而后续的高层分解所用滤波器组均采用延迟1/4采样构造，即后一层滤波器组在前一层滤波器组的基础上延迟1/4个采样周期； 

能量算子解调处理模块；逐一对分解得到的多个子带分解信号进行能量算子解调处理，提取出齿轮复合故障相关特征； 

模式识别模块，将能量算子解调处理模块提取出的齿轮复合故障相关特征与特征数据库中已知齿轮复合故障特征进行比较，识别出待测齿轮箱的具体故障模式。 

9.根据权利要求8所述的一种齿轮箱复合故障诊断系统，其特征是：所述双树滤波器组的第一层分解使用的滤波器组为双正交滤波器。