[发明专利]轴承故障信号增强方法及系统

权利要求书

1.一种轴承故障信号增强方法，其特征在于，包括：

预设粒子种群，初始化所述粒子群的参数，采集原始故障信号；

预处理所述原始故障信号为包络解调信号；

接收所述包络解调信号触发随机共振，计算被控系统输出数据，根据所述被控系统输出数据计算得适应度数据，根据所述适应度数据更新所述粒子群中所有粒子的速度和位置；

获取所述粒子种群的迭代数据，根据所述粒子种群迭代数据判断是否停止迭代；

若否，则循环上述步骤；

若是，则触发随机共振获取增强数据，输出调优参数组合，根据所述调优参数组合分析所述增强数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设粒子种群，初始化所述粒子群的参数，采集原始故障信号，预处理所述原始故障信号为包络解调信号的步骤，包括：

设置所述粒子种群的种群数量及算法参数；

在预设范围内初始化所述粒子种群中的粒子；

设置所述粒子的初始位置及个体极值；

以传感器采集原始故障信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所述包络解调信号触发随机共振，计算被控系统输出数据，根据所述被控系统输出数据计算得适应度数据，根据所述适应度数据更新所述粒子群中所有粒子的速度和位置的步骤，包括：

将所述包络解调信号输入至被测控制系统和被控系统；

根据各所述粒子提取耦合系统参数，根据所述耦合系统参数计算所述被控系统的输出信噪比；

根据所述输出信噪比设置所述粒子的速度和位置；

根据如下公式更新所述速度和所述位置：

v_ij(t+1)＝wv_ij(t)+c₁rand[Pbest_i(t)-x_ij(t)]+c₂rand[Nbest(t)-x_ij(t)]

x_ij(t+1)＝x_ij(t)+v_ij(t+1)

其中，i＝1，2，…，N，j＝1，2，…，m，m为种群维数；t为当前迭代次数；c₁、c₂为学习因子，通常取c₁＝c₂＝2；v_ij(t)为第i个粒子的速度矢量中第j个元素的当前值，v_ij(t+1)为第i个粒子速度中第j个元素更新后的值；x_ij(t)为第i个粒子的位置矢量中第j个元素更新后的值，x_ij(t+1)为第i个粒子的位置矢量中第j个元素更新后的值，w为惯性权重，wmax、wmin分别为惯性权重上下限，t为当前迭代次数，MAXIter为设置的最大迭代次数，即保持原来速度的系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述粒子种群的迭代数据，根据所述粒子种群迭代数据判断是否停止迭代的步骤，包括：

获取最大迭代阈值及所述粒子种群的迭代次数；

判断所述迭代次数是否大于或等于所述最大迭代阈值；

若是，则发出停止迭代指令；

若否，则发出持续迭代指令。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发随机共振获取增强数据，输出调优参数组合，根据所述调优参数组合分析所述增强数据的步骤，包括：

根据如下公式计算调优输出参数信息：

其中，A_d为目标频率处的幅值，N为采样点数，A_i为系统输出频谱图中每条谱线处的幅值；

根据所述调优输出参数信息对包络解调信号进行耦合周期势系统随机共振得增强信号；

分析所述增强信号。