[发明专利]一种机械设备早期故障诊断方法、系统、设备及存储介质

权利要求书

1.一种机械设备早期故障诊断方法，其特征在于，包括如下过程：

获取机械设备信号中特征发生突变的突变特征信号；

获取突变特征信号的时频图，从突变特征信号的时频图中找出敏感频带；

将敏感频带的时频图进行局部放大，算出突变特征信号中相邻两次冲击之间的时间间隔，利用该时间间隔计算得到所述突变特征信号的故障频率；

获取机械设备信号的时频图，从机械设备信号的时频图中查找所述故障频率对应的时间间隔第一次出现的时间点，将该时间点确定为机械设备最早发生故障的时间点。

2.根据权利要求1所述的一种机械设备早期故障诊断方法，其特征在于，获取突变特征信号的时频图的过程包括：

对突变特征信号进行二阶时间重排同步压缩变换，得到突变特征信号的时频分布，根据突变特征信号的时频分布得到突变特征信号的时频图；

其中，对突变特征信号进行二阶时间重排同步压缩变换，得到突变特征信号的时频分布的过程包括：

计算突变特征信号的短时傅里叶变换；

计算突变特征信号的短时傅里叶变换关于频率变量的偏导数，利用该短时傅里叶变换关于频率变量的偏导数计算群延时估计算子；

计算突变特征信号的短时傅里叶变换关于时间变量的偏导数，利用该短时傅里叶变换关于时间变量的偏导数计算瞬时频率算子；

利用所述群延时估计算子和瞬时频率算子计算二阶时间重排同步压缩变换的二阶群延时估计算子；

对二阶群延时估计算子进行迭代，当二阶时间重排同步压缩变换的瑞丽熵值稳定后，得到新的二阶群延时估计算子；

利用新的二阶群延时估计算子将突变特征信号的短时傅里叶变换的时频系数沿频率轴方向重排，得到突变特征信号的时频分布。

3.根据权利要求1所述的一种机械设备早期故障诊断方法，其特征在于，获取机械设备信号的时频图的过程包括：

对机械设备信号进行二阶时间重排同步压缩变换，得到机械设备信号的时频分布，根据机械设备信号的时频分布得到机械设备信号的时频图；

其中，对机械设备信号进行二阶时间重排同步压缩变换，得到机械设备信号的时频分布的过程包括：

计算机械设备信号的短时傅里叶变换；

计算机械设备信号的短时傅里叶变换关于频率变量的偏导数，利用该短时傅里叶变换关于频率变量的偏导数计算群延时估计算子；

计算机械设备信号的短时傅里叶变换关于时间变量的偏导数，利用该短时傅里叶变换关于时间变量的偏导数计算瞬时频率算子；

利用所述群延时估计算子和瞬时频率算子计算二阶时间重排同步压缩变换的二阶群延时估计算子；

对二阶群延时估计算子进行迭代，当二阶时间重排同步压缩变换的瑞丽熵值稳定后，得到新的二阶群延时估计算子；

利用新的二阶群延时估计算子将机械设备信号的短时傅里叶变换的时频系数沿频率轴方向重排，得到机械设备信号的时频分布。

4.根据权利要求1所述的一种机械设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述突变特征信号为机械设备信号中包含振动信号幅值突然发生增加的一段信号。

5.根据权利要求1所述的一种机械设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述敏感频带为突变特征信号的时频图中具有冲击特征的频带。

6.一种机械设备早期故障诊断装置，其特征在于，包括：

突变特征信号获取模块：用于获取机械设备信号中特征发生突变的突变特征信号；

敏感频带寻找模块：用于获取突变特征信号的时频图，从突变特征信号的时频图中找出敏感频带；

故障频率计算模块：用于将敏感频带的时频图进行局部放大，算出突变特征信号中相邻两次冲击之间的时间间隔，利用该时间间隔计算得到所述突变特征信号的故障频率；

故障时间点确定模块：获取机械设备信号的时频图，从机械设备信号的时频图中查找所述故障频率对应的时间间隔第一次出现的时间点，将该时间点确定为机械设备最早发生故障的时间点。