[发明专利]利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法

权利要求书

1.利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于如下步骤：

(一)滤波降噪，过程如下：

(1)初始化；由先验概率p(x₀)产生粒子群所有粒子权值为1/N；

(2)更新；在k时刻，更新粒子权值，

wki=wk-1ip(zk|xki)=wk-1ip(zk-h(xki)),i=1,2,···N,]]>

并且归一化权值则得k时刻未知参数x最小均方估计为：

(3)重采样；得到新的粒子集合

(4)预测；利用状态方程f预测未知参数

(5)时刻k＝k+1，转到步骤(2)；

(二)滤波降噪之后，采用快速谱峭度的算法计算得到峭度图，过程如下：

(6)构造一个截止频率f_c＝1/8+ε的低通滤波器h(n)，其中f_s＝1,ε＞0；低通滤波器的截止频率增大ε是为了消除过度带的影响；基于h(n)构造准解析低通滤波器h₀(n)和准解析高通滤波器h₁(n)，其分析频带分别为[0,0.25]、[0.25,0.5]，即：

h0(n)=h(n)ejπn/4h1(n)=h(n)ejπn/4]]>

(7)分别以h₀(n)和h₁(n)进行低通和高通滤波，对滤波结果做2倍降采样；如此迭代进行，获得滤波器树及相应的滤波结果；其中表示第k层第i个滤波器产生的滤波结果，其中i取值为0到2^k-1；同时也是信号在中心频带f_i＝(i+2^-1)2^k-1和带宽(Δf)_k＝2^k-1的复包络，2倍降采样是保证滤波器每一层中的数据长度与原始数据相同；

(8)对于每一个滤波器结果，按照式f≠0计算峭度：

K=E<|cki(n)|4>{E<|cki(n)|2>}2-2]]>

(9)将所有的谱峭度汇总，从而得到“快速谱峭度图”；

(10)选择角度最大的频带做解调分析，计算功率谱得到频谱图。