[发明专利]一种基于小波阈值的行星减速器外部干扰抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于小波阈值的行星减速器外部干扰抑制方法，包括以下步骤：获取行星减速器的相邻两个齿轮箱表面的振动数据，分别为第一振动数据和第二振动数据；进行多层离散小波分解后，得到第一小波细节系数、第一小波逼近系数和第二小波细节系数；对小波细节系数进行自适应小波阈值处理，得到经过阈值处理后的各层小波细节系数；将第一小波逼近系数和经过阈值处理后的各层小波细节系数进行小波重构，重构后数据即为外部干扰抑制后数据。本发明解决了自适应小波阈值方法易造成过抑制或抑制不足的问题，在有效抑制随机干扰影响的同时保留互相关程度较高的振动数据小波细节系数特征，提高了行星减速器状态监测与故障诊断的精度。

技术领域

本发明涉及行星减速器振动数据处理技术领域，具体涉及一种基于小波阈值的行星减速器外部干扰抑制方法。

背景技术

聚变能源被认为是可能永久解决人类能源问题的清洁能源，具有资源近乎无限、不产生放射性核废料等诸多优点。为实现核聚变，人类开展了大量的科学实验，但截止目前，尚未实现可控且持续的聚变反应并使其释放的能量超过制造并控制核聚变反应的设施所消耗的能量，尚需持续深入研发相关技术。

在实现核聚变方面，目前有两种主流方法：一种是等离子磁约束(MCF)，如国际热核聚变实验反应堆计划(ITER)；另一种是惯性约束(ICF)，如美国国家点火实验设施(NIF)。ICF方法本质上是一个庞大的激光放大器，向含氢燃料发射超强激光。超强激光由多个束组组成，每一个束组一般均包含镜架、CCD、透镜和转轮模块。状态监测与故障诊断技术是确保束组以及ICF安全性和可靠性的基础和关键技术之一。

转轮模块是ICF束组的核心部件之一，是整个束组实现预定功能的关键组成部分，一旦出现故障将对束组的工作精度、工作效率、使用寿命造成严重影响，其安全性和可靠性问题一直备受该领域研究人员关注。转轮模块主要由步进电机、行星减速器、联轴器、圆光栅、轴承、转轮等部件组成，运行在真空环境下，对可靠性要求极高。

由于机械结构紧凑、低速偏心负载、工况转换频繁、冲击频率高等因素影响，基于振动信号监测和诊断转轮模块的核心组件—行星减速器的健康状态时，受复杂多变且耦合在振动监测信号中的外部干扰影响，及时、准确识别出振动监测信号中的行星减速器故障特征具有一定的难度，需要一种能够准确抑制外部干扰影响且尽量不削弱行星减速器故障特征的数据处理方法。

小波变换是近年来迅速发展起来的时频分析工具，克服了傅里叶变换只能表示数据的频率特征但不能反映时间域上局部信息的缺陷，同时具有时间和频率的局部分析特征与多分辨率分析特性，已在图像处理、数据滤波与特征提取等方面获得了广泛的应用。小波阈值方法是以小波变换为基础，根据数据和噪声经过小波分解后对应的小波细节系数所具有的不同特性，通过对小波细节系数进行阈值处理，可很好地实现外部干扰抑制。基于小波阈值的外部干扰抑制效果要优于均值滤波及FIR滤波器，对于精、动态数据均使用，因此将其用于ICF中转轮模块行星减速器外部干扰抑制，可为后故障诊断提供更清晰、准确的监测信号。

ICF(惯性约束核聚变)中转轮模块行星减速器传感器数据受外部干扰和量测噪声影响，及时、准确识别出振动监测信号中的行星减速器故障特征具有一定的难度的问题。但现有技术中，直接采用小波阈值方法进行外部干扰抑制易造成过抑制或抑制不足，影响后续故障诊断的及时性和准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是行星减速器表明振动传感器采集的振动数据易受外部干扰和量测噪声影响，进而导致通过行星减速器的振动监测信号对行星减速器的故障特征判断出现难度，目的在于提供一种基于小波阈值的行星减速器外部干扰抑制方法，解决了有效去除外部干扰和量测噪声影响的问题，使得能够及时、准确识别出振动监测信号中的行星减速器故障特征。

本发明通过下述技术方案实现：