[发明专利]动车底部传动系统故障诊断方法、装置和系统

权利要求书

1.一种动车底部传动系统故障诊断方法，其特征在于，包括：

获取由安装于距离两侧铁轨相等且位于相邻枕木之间的麦克风阵列采集的声学信号；

对所述声学信号进行增强；

基于增强后的所述声学信号和预设故障特征频段判断传动系统是否出现故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述声学信号进行增强，包括：

将所述声学信号进行傅里叶变换以得到所述声学信号的频域信号；

采用波束形成法对所述频域信号进行增强；

将增强后的所述频域信号进行傅里叶反变换以得到增强后的时域信号，完成所述声学信号的增强。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用波束形成法对所述频域信号进行增强，包括：

将所述频域信号按照频率顺序划分为多段子频域信号，并计算每个子频域信号的中心频率；

将多段子频域信号按照其所属的通道、频带，形成第一矩阵；

计算传动系统中设备与麦克风阵列中心位置的第一距离，以传动系统中设备与麦克风阵列中每个麦克风的第二距离减去第一距离形成第二矩阵；

采用下式对所述子频域信号进行增强：

exp(-j*2*pi*中心频率*第二矩阵/v)

其中，j为基本虚数单位，pi为圆周率，v为声音在空气中的传播速度；

将增强后的所述子频域信号按照顺序进行连接以形成增强后的所述频域信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于增强后的所述声学信号和预设故障特征频段判断传动系统是否出现故障，包括：

对增强后的所述声学信号进行归一化处理；

对归一化后的所述声学信号进行Hilbert变换得到解析信号；

计算所述解析信号的包络谱；

根据所述包络谱的峰值和谐波值、所述预设故障特征频段的峰值和谐波值来判断所述传动系统是否出现故障。

5.一种动车底部传动系统故障诊断装置，其特征在于，包括处理器；

所述处理器被配置为：

获取由安装于距离两侧铁轨相等且位于相邻枕木之间的麦克风阵列采集的声学信号；

对所述声学信号进行增强；

基于增强后的所述声学信号和预设故障特征频段判断传动系统是否出现故障。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器具体被配置为：

将所述声学信号进行傅里叶变换以得到所述声学信号的频域信号；

采用波束形成法对所述频域信号进行增强；

将增强后的所述频域信号进行傅里叶反变换以得到增强后的时域信号，完成所述声学信号的增强。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器具体被配置为：

将所述频域信号按照频率顺序划分为多段子频域信号，并计算每个子频域信号的中心频率；

将多段子频域信号按照其所属的通道、频带，形成第一矩阵；

计算传动系统中设备与麦克风阵列中心位置的第一距离，以传动系统中设备与麦克风阵列中每个麦克风的第二距离减去第一距离形成第二矩阵；

采用下式对所述子频域信号进行增强：

exp(-j*2*pi*中心频率*第二矩阵/v)

其中，j为基本虚数单位，pi为圆周率，v为声音在空气中的传播速度；

将增强后的所述子频域信号按照顺序进行连接以形成增强后的所述频域信号。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器具体被配置为：

对增强后的所述声学信号进行归一化处理；

对归一化后的所述声学信号进行Hilbert变换得到解析信号；

计算所述解析信号的包络谱；

根据所述包络谱的峰值和谐波值、所述预设故障特征频段的峰值和谐波值来判断所述传动系统是否出现故障。