[发明专利]一种基于D氏小波能量基的滚动轴承故障特征提取方法

权利要求书

1.一种基于Daubechies小波能量基的滚动轴承故障特征提取方法，其特征在于，所述方法包括：对滚动轴承振动信号进行Daubechies小波分解重构；根据设定的误差值确定重构小波层数i；提取比重最大的前i层Daubechies小波进行正交规范化；计算前i层Daubechies小波功率谱，建立故障模式分类空间；计算不同工况下时域信号在故障模式分类空间中的投影坐标，并标定故障特征；采用支持向量机对不同工况信号特征进行空间划分，划分故障模式分类空间中的故障特征区域；对新获取的工况信号进行Daubechies小波分解、重构、正交规范化、计算功率谱、计算故障模式分类空间坐标、判定所在故障特征区域。

2.根据权利要求1所述的基于Daubechies小波能量基的滚动轴承故障特征提取方法，其特征在于，对滚动轴承振动信号进行小波分解，把获取的轴承时域振动信号进行快速傅里叶变换转化为频域信号，其中f(t)为时域信号，对其进行小波分解，可得

同理可得其中j＝1，2，...，n，k＝0,1,2,...,2^n-j，对给定的j＝(1,2,...,n)，c_j,k可看成关于k的周期为2^n-j的序列。

3.根据权利要求1所述的基于Daubechies小波能量基的滚动轴承故障特征提取方法，其特征在于，对比重构信号与原始信号，分析重构误差，若差值小于Δ则认为重构信号可代替原始信号，经判断分解到第i层其差值小于Δ取重构信号的前i层进行研究。

4.根据权利要求3所述的基于Daubechies小波能量基的滚动轴承故障特征提取方法，其特征在于，将前i层Daubechies小波进行正交规范化，定义α₁，α₂，...α_r为小波空间V的任一基，则正交规范化方法为：首先把α₁，α₂，...α_r用施密特正交化正交，即，

β₁＝α₁，

则β₁，β₂，...β₅为正交基，然后进行规范化，令则I₁,I₂,I₃,I₄,I₅为小波空间V的正交基，设为尺度函数，则函数系统形成正交系统的充要条件为或其中∑代表加和，ω表示频率。

5.根据权利要求4所述的基于Daubechies小波能量基的滚动轴承故障特征提取方法，其特征在于，求取前i层小波信号功率谱，信号x(t)具体为功率限制信号，并满足∫_R|x(t)|²dt＜+∞，其中x(t)为时域信号，t为时域信号的时间参数，R为信号持续时间，小波变换定义为σ为尺度参数，τ为频域信号的时间参数，ψ[(t-τ)/σ]为从τ到σ变化的小波基函数的小波函数群形成，从小波变换的能量守恒性质可得，其中C_ψ为小波可采纳条件，且其中为小波函数ψ(t)的傅里叶变换，设则E(τ)是信号x(t)的功率沿时间轴上的分布，对公式E(τ)进行频谱计算，可以得到x(t)的时间小波功率频谱并建立故障模式分类空间。