[发明专利]一种多源信息聚类融合的轴承状态评估方法

权利要求书

1.一种多源信息聚类融合的轴承状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据待评估轴承状态监测参数，选择r个特征参数；特征参数包括电流信号和或振动信号和或噪声信号；电流信号包括电流幅值和或电流波动量；振动信号包括均方根值和或峭度和或故障特征频率和或频率标准差和或重心频率；噪声信号包括响度和或尖锐度和或粗糙度；

根据正常轴承的信号，获得正常轴承的r个特征参数向量，建立正常轴承特征参数集；

采用聚类算法，对正常轴承特征参数集进行聚类，计算得到r维空间内聚类中心；

利用正常轴承每个特征参数向量，确定正常轴承每个特征参数向量的安全裕度，根据所述聚类中心和安全裕度，划定安全边界；划定安全边界时，当特征参数为2个时，采用椭圆或长方形划定安全边界，安全裕度T_j为椭圆的半轴或为长方形的长和宽；当特征参数为3个时，采用椭球或长方体划定安全边界，安全裕度T_j为椭球的半轴或为长方形的长、宽、高；

根据待评估轴承的r个特征参数，获得所有待评估特征点D_i的坐标；根据所述安全边界和所有待评估特征点D_i的坐标计算超限概率P；计算超限概率P的方法包括如下步骤：对每个待评估特征点D_i，将待评估特征点D_i与聚类中心O连成线段OD_i，该线段OD_i或线段OD_i延长线与安全边界的交点为E_i，获得线段OE_i；如果|OD_i||OE_i|且特征点D_i的坐标大于交点为E_i的坐标，则判定该待评估特征点D_i为超限点，否则为正常点；统计超限点的总个数，计算超限概率；

设定超限概率安全阈值P_k，当超限概率P＞P_k，判定轴承存在故障；

被判定为故障的轴承，根据每个待评估特征点D_i和相应的线段OD_i、相应的线段OE_i，计算超限距离比值；利用超限距离比值和预设的超限距离比值阈值Q_k，确定轴承的故障程度；轴承故障严重程度评判：对于被判定为故障的轴承，给定超限距离比值Q评判故障严重程度；超限距离比值Q定义为故障轴承超限距离与其对应的安全距离之比的均值，即Q_k＝(|OD₁|/|OE₁|+|OD₂|/|OE₂|+…+|OD_n|/|OE_n|)/n；超限距离比值Q用以评价轴承故障严重程度，根据实际待评估轴承的类型、工况，故障严重程度等级确定超限距离比值阈值Q_k，Q_k＝1.2～1.8，若Q＜Q_k为轻微故障，Q≥Q_k为严重故障。

2.根据权利要求1所述的轴承状态评估方法，其特征在于，根据正常轴承信号的s组原始数据，计算每组原始数据的特征参数，获得正常轴承的r个特征参数向量。

3.根据权利要求1所述的轴承状态评估方法，其特征在于，首先计算正常轴承每个特征参数向量的标准差后，然后确定正常轴承每个特征参数向量的安全裕度。

4.根据权利要求1所述的轴承状态评估方法，其特征在于，根据待评估轴承的r个特征参数，获得待评估轴承的r个特征参数向量，建立待评估轴承的特征参数集，获得所有待评估特征点D_i的坐标。

5.根据权利要求1所述的轴承状态评估方法，其特征在于：采用3σ法则确定正常轴承每个特征参数向量的安全裕度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴承状态评估方法，其特征在于：P_k的取值范围为20％～50％。