[发明专利]一种滚动轴承退化状态阶段确定方法

权利要求书

1.一种滚动轴承退化状态阶段确定方法，包括如下步骤：

步骤1，采集表征滚动轴承稳定工作状态的振动信号并去噪处理，得到表征滚动轴承稳定工作状态的有用信号序列；

步骤2，利用步骤1得到的有用信号序列计算多尺度Tsallis排列熵值，得到健康状态指数时间序列；

步骤3，计算步骤2得到的健康状态指数时间序列的平均值和方差值；

步骤4，利用步骤3得到的平均值和方差值计算报警阈值，并根据多尺度Tsallis排列熵值组成时间序列的变化趋势，对滚动轴承退化阶段开始时间点进行识别；

多尺度Tsallis排列熵值的计算方法为：

选定熵指数q和时间尺度s，对于第k个时间点测试得到的振动时间序列{x_k(i),i＝1,2,…,r}，根据公式构建子时间序列y^s(j),j＝1,2,…,N，其中N＝[r/s]表示对r/s取整数,s表示时间尺度，子时间序列的长度为N＝[r/s]；

确定嵌入维数m和时间延迟τ，对时间序列y^s(j),j＝1,2,…,N进行相空间重构如下：

则任一Y^s(i)中的m个实数可以按照增序排列如下：

y^s(j+(k₁-1)τ)≤y^s(j+(k₂-1)τ)≤…≤y^s(j+(k_m-1)τ)

如果Y^s(j)中y^s(j)有相同的值且它们初始的位置为k_m-1≤k_m,则令y^s(j+(k_m-1-1)τ)≤y^s(j+(k_m-1)τ)；

向量Y^s(i)与S(l)＝(k₁,k₂,…,k_m)的符号向量一一对应，其中l＝1,2,…,K，K≤m！表示排列的最大个数，S(l),l＝1,2,…,K表示m！个符号排列中的一个；

使表示K个符号排列对应的概率分布，则多尺度Tsallis排列熵定义为：

2.如权利要求1所述的一种滚动轴承退化状态阶段确定方法，其特征在于，在步骤1中，表征滚动轴承稳定工作状态的振动信号是在相等间隔时间点采集而得，并具有一定时间长度。

3.如权利要求1所述的一种滚动轴承退化状态阶段确定方法，其特征在于，在步骤3中，根据健康状态指数时间序列，计算平均值和方差值分别根据下式计算：

4.如权利要求1所述的一种滚动轴承退化状态阶段确定方法，其特征在于，在步骤4中，报警阈值根据3σ准则通过下式计算：