[发明专利]一种基于马田系统和Box-Cox变换的电机故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于马田系统和Box-Cox变换的电机故障诊断方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、采集电机正常工作和发生故障时的振动信号；

步骤二、对步骤一得到的振动信号进行特征参数的计算，具体是：对振动信号进行时域特征参数的计算，同时对振动信号通过小波包变换，进行时频域上特征参数的计算；

步骤三、对步骤二得到的特征参数，以电机正常工作时得到的特征参数为基准，运用马田系统中的稳健设计理念选取出有用的特征参数，并基于这些特征参数重新计算马氏距离；

步骤四、对步骤三得到的非负的、非高斯分布的马氏距离，运用Box-Cox变换，转换成高斯分布的数据，利用高斯分布的性质和逆Box-Cox变换，确定电机工作在不同健康状态时的马氏距离范围；

由马氏距离构成的样本数据x＝[x₁,x₂,...,x_N]，N为马氏距离样本的个数，x中的第i个数据x_i经Box-Cox变换后得到的数据y_i(λ)可通过下式计算出来：

yi(λ)=xiλ-1λ,λ≠0ln(xi),λ=0]]>

其中变换参数λ通过下式的最大似然函数估计出来：

f(y,λ)=-N2ln[Σi=1N(yi(λ)-y(λ)‾)2N]+(λ-1)Σi=1Nln(xi)]]>

式中，y＝[y₁,y₂,...,y_N]，Box-Cox变换前后，数据的分布情况可以通过柱状图或正态概率图来进行判断或验证；

然后运用高斯分布的性质，得到Box-Cox变换后服从高斯分布的数据的上、下限，并通过下式的逆Box-Cox变换来确定电机工作在不同健康状态下的马氏距离范围：

x=(λy+1)1λ,λ≠0ey,λ=0]]>

步骤五、对未知工作状态的电机经过振动信号采集，有用特征参数计算和马氏距离计算，对比步骤四中确定的马氏距离范围，对测试电机健康状态的进行判断，从而实现电机的故障诊断。