[发明专利]一种快速提取冲击响应信号特征参数的方法

说明书

本发明公开了一种快速提取冲击响应信号特征参数的方法，其包括如下步骤：对冲击响应信号进行小波变换，确定冲击响应信号中每个突变分量的位置；在预设的以每个突变分量的位置为中心的时间参数计算区间内，对冲击响应信号与拉普拉斯小波进行相关运算，计算相关系数；根据相关系数的最大值提取冲击响应信号特征参数。本发明所述的快速提取冲击响应信号特征参数的方法能够避免大量的无效运算，提高提取特征参数的效率。

技术领域

本发明涉及齿轮箱故障诊断技术领域，尤其涉及一种快速提取冲击响应信号特征参数的方法。

背景技术

齿轮箱是各种机械设备的重要组成部分。它们通常用于传输运动和动力。在现代大型机械中，一旦齿轮箱出现故障，可能会造成严重后果。由于在齿轮箱中出现如点蚀、断齿、疲劳剥落等故障时，相当于在故障位置产生一个脉冲冲击，使得齿轮箱的振动信号表现为冲击响应信号，因此现有技术较多地采用从振动信号中提取脉冲响应信号分量的方法以定位故障的位置。

为了提高齿轮箱故障诊断的准确性，通常需要提取冲击响应信号的特征参数，而现有的脉冲响应信号特征参数提取方法大多是在整个时间区间内进行参数提取。由于计算区间长，计算点数多，使得此类算法需要耗费大量时间，导致提取冲击响应信号的特征参数效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速提取冲击响应信号特征参数的方法，所述快速提取冲击响应信号特征参数的方法能够避免大量的无效运算，提高提取特征参数的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种快速提取冲击响应信号特征参数的方法，包括如下步骤：

对冲击响应信号进行小波变换，确定冲击响应信号中每个突变分量的位置；

在预设的以每个突变分量的位置为中心的时间参数计算区间内，对冲击响应信号与拉普拉斯小波进行相关运算，计算相关系数；

根据相关系数的最大值提取冲击响应信号特征参数。

相对于现有技术，本发明根据小波变换对信号突变分量敏感和小波变换所具有的良好的时频域局部化的特性，通过对冲击响应信号进行小波变换，确定冲击响应信号中每个突变分量的位置，考虑到冲击脉冲的支撑区间都是相对较窄的而预设了以每个突变分量的位置为中心的时间参数计算区间，仅需在该时间参数计算区间进行计算，避免在冲击响应信号分布的整个时间参数区间进行大量的无效运算，提高提取特征参数的效率，在提取的时候将冲击响应信号单边衰减性质与具有相似衰减性质的拉普拉斯小波作相关运算，取出相关系数最大值并由此确定与最大值对应的冲击响应信号特征参数，提取结果的精度高，提高齿轮箱故障诊断的准确性。

进一步，所述对冲击响应信号进行小波变换，确定振动信号中每个突变分量的位置的步骤，包括如下步骤：

根据冲击响应信号的时频域特征，选取小波基函数和确定小波变换层数，对冲击响应信号进行小波变换；

根据小波变换的结果确定每个突变分量出现时的时间参数。

进一步，所述在预设的以每个突变分量的位置为中心的时间参数计算区间内，对冲击响应信号与拉普拉斯小波进行相关运算，获得相关系数的步骤是对冲击响应信号与拉普拉斯小波的实部进行相关运算。

进一步地，所述相关系数其中，x(t)为冲击响应信号，

进一步地，所述冲击响应信号特征参数包括阻尼参数、频率参数和初始时间参数。

进一步地，所述根据相关系数的最大值提取冲击响应信号特征参数的步骤包括：

在预设的阻尼参数、频率参数和初始时间参数的计算区间内，根据相关系数最大值确定相关系数最大值对应的阻尼参数频率参数和初始时间参数