[发明专利]旋转机械轴承故障诊断方法

权利要求书

1.一种旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，包括：

实时采集当前运行状态下的旋转机械轴承的振动信号，并将预设时间段内的多个振动信号作为待检测数据样本；

将所述待检测数据样本进行分组，根据分形维数算法计算每组数据的盒维数，并计算盒维数平均值和变异系数；

将所述待检测数据样本的盒维数平均值和变异系数分别与标准盒维数和标准变异系数进行比较，以确定所述旋转机械轴承的状态，其中，所述标准盒维数和标准变异系数根据正常运行状态下旋转机械轴承的振动信号计算得到，具体为计算所述待检测数据样本的盒维数平均值和变异系数分别与标准盒维数和标准变异系数的差值，得到两个第一计算值，当任意一个所述第一计算值超过对应的误差范围时确定所述旋转机械轴承出现故障。

2.如权利要求1所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，将所述待检测数据样本进行分组，根据分形维数算法计算每组数据的盒维数，并计算盒维数平均值和变异系数的步骤包括：

将所述待检测数据样本按照第一步长分组得到多个振动信号分析样本；

计算每个所述振动信号分析样本的盒维数，得到盒维数序列；

将所述盒维数序列按照第二步长进行分组得到多个盒维数分析样本，分别计算多个所述盒维数分析样本的平均值和标准方差；

根据所述平均值和所述标准方差计算所述数据样本的变异系数。

3.如权利要求2所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，所述盒维数Dim^k_B的计算公式为：

其中，x^(k)为第k个振动信号分析样本，δ为盒子的边长，N_δ为分析样本X^(k)的总盒数，m为标度数。

4.如权利要求2所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，所述变异系数的计算公式为：

其中，D^(t)为第t个盒维数分析样本，S.D^(t)为第t个盒维数分析样本的准差，D^(t)_av为第t个盒维数分析样本的盒维数均值。

5.如权利要求1所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，计算所述标准盒维数和标准变异系数的步骤包括：

采集正常运行状态下旋转机械轴承的振动信号，得到轴承振动信号的标准数据样本；

根据分形维数算法计算所述标准样本的盒维数和变异系数，以得到所述标准盒维数和标准变异系数。

6.如权利要求1所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，所述确定所述轴承出现故障的步骤之后还包括：

将所述待检测数据样本的盒维数平均值和变异系数分别与故障盒维数和故障变异系数进行比对，以确定所述旋转机械轴承所处的故障状态，所述故障盒维数和故障变异系数根据故障状态下旋转机械轴承的振动信号计算得到。

7.如权利要求1所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，计算所述故障盒维数和故障变异系数的步骤包括：

采集多种故障状态下旋转机械轴承的振动信号，得到多个故障状态数据样本；

根据分形维数算法计算所述故障状态数据样本的盒维数和变异系数，以得到所述故障盒维数和故障变异系数。

8.如权利要求1所述的旋转机械轴承故障诊断方法，其特征在于，所述旋转机械轴承的振动信号通过振动传感器采集。