[发明专利]一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法

权利要求书

1.一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：建立齿轮箱传动系统的振动信号和驱动电机的电流信号的耦合模型，计算得出故障边带特征的电信号残差向量信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述建立齿轮箱传动系统的振动信号和驱动电机的电流信号的耦合模型步骤，其具体为：

(1)建立齿轮箱传动系统的振动信号的非线性集总参数模型。

(2)建立驱动电机的电流信号的等效二相电机。

(3)建立齿轮箱齿轮传动系统的振动信号和驱动电机的电流信号的耦合模型。

(4)使用时间步长积分法和单侧正常接触算法对耦合模型进行迭代求解，得到耦合电信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述计算得出故障边带特征的电信号残差向量信号步骤，其具体为：

(1)耦合电信号带通滤波。

(2)耦合电信号初次相位补偿。

(3)Savitzky-Golay时间序列法对耦合信号平滑滤波。

(4)逻辑加权衍生动态时间规整算法对耦合电信号进行处理。

(5)得出故障边带特征的电信号残差向量信号。

4.根据权利要求2所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述建立齿轮箱的驱动电机电流信号和传动系统振动信号的耦合模型的步骤(1)中，齿轮箱传动系统的振动信号的非线性集总参数模型，该模型通过将齿轮简化为随时间变化的非线性弹簧连接的刚性气缸，转轴模拟为二节点单元，轴承模拟为附加集总刚度单元，从而建立振动信号的非线性集总参数模型。

5.根据权利要求2所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述建立齿轮箱的驱动电机电流信号和传动系统振动信号的耦合模型的步骤(2)中，驱动电机的电流信号的等效二相电机是采用克朗变换将静子电流信号系转换为动子d-q模型建立。

6.根据权利要求2所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述建立齿轮箱的驱动电机电流信号和传动系统振动信号的耦合模型的步骤(3)中，齿轮箱齿轮传动系统的振动信号和驱动电机的电流信号的耦合模型是非线性一阶差分动态耦合关系。

7.根据权利要求3所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述计算得出故障边带特征的电信号残差向量信号步骤(4)中，逻辑加权衍生动态时间规整算法是将逻辑权重函数和坡度加权函数应用于动态时间规整算法之中。

8.根据权利要求3所述的一种用于齿轮箱电信号残差信号的提取方法，其特征在于，所述计算得出故障边带特征的电信号残差向量信号步骤(4)中，逻辑加权衍生动态时间规整算法计算公式：

其中：。

9.一种用于齿轮箱电信号故障特征提取的装置，其特征在于，包括驱动的电机电信号测量模块、信号耦合模块和电信号残差向量信号计算模块。

10.根据权利要求9所述一种用于齿轮箱电信号故障特征提取的装置，其特征在于，所述驱动电机的电流信号模块具有电流信号输出端口，电流信号输出端口将电流信号传递到信号耦合模块。

11.根据权利要求9所述一种用于齿轮箱电信号故障特征提取的装置，其特征在于，所述信号耦合模块具有信号耦合功能，输出耦合信号到电信号残差向量信号计算模块。

12.根据权利要求9所述一种用于齿轮箱电信号故障特征提取的装置，其特征在于，所述电信号残差向量信号计算模块内置有齿轮箱电信号故障特征提取算法程序，将耦合模块的耦合信号计算处理得到电信号残差向量信号。