[发明专利]一种采用电流信号分析的转速波动准平稳工况下轴承故障诊断方法

权利要求书

1.一种采用电流信号分析的转速波动准平稳工况下轴承故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在矢量控制系统的电流环和转速环中引入比例-积分-准谐振控制器抑制转速波动工况下电流测量误差和逆变器非线性引起的电流谐波分量；

步骤2，设定定子电流信号采样频率f_s和采样点数N，通过物理实验平台采集滚动轴承发生故障时的单相定子电流信号i(n)；

步骤3，通过AR模型对采集到的定子电流i(n)进行预白化处理，得到预白化滤波后的数据i_e(n)；

步骤4，通过快速谱峭度算法计算i_e(n)的峭度图，在峭度图中选择谱峭度最大值区间，确定最优带通滤波器的中心频率f_c及带宽B_w，对i_e(n)进行带通滤波获取轴承故障激起的瞬态冲击成分i_se(n)；

步骤5，通过对包含瞬态冲击故障成分的信号i_se(n)做Hilbert变换，得到i_se(n)的解析信号

步骤6，通过对解析信号的平方包络线做DFT，得到平方包络谱SES_i；

步骤7，观察平方包络谱SES_i的峰值，与轴承故障振动特征频率公式计算获得的频率点进行对比判定故障点位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体过程为，在矢量控制电流环比例积分控制器的基础上并联两个截止频率分别为6f_e和12f_e的准谐振控制器，f_e为电流信号基频分量，在速度环比例积分器的基础上并联两个截止频率分别为f_e和2f_e的准谐振控制器，抑制转速波动工况下电流谐波分量，准谐振控制器的表达式如下：

其中，k为谐振控制系数，ω_c为截止频率，ω为频率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，电流信号i(n)的AR过程计算公式为：

其中，a(k)为AR系数，p为模型阶数，e(n)对应于实际值与预测值之间的残差；

选择使残差信号e(n)峭度达到最大化的值作为模型阶数p，同时使用线路预测滤波器获取AR模型系数则预白化滤波器计算公式为：

z为z变换参数，定子电流信号i(n)经预白化滤波后输出的i_e(n)计算公式为：

为AR系数估计。