[发明专利]一种基于多项指标特征的双字典匹配追踪轴承故障程度评价方法

摘要

一种基于多项指标特征的双字典匹配追踪轴承故障程度评价方法，其多项指标特征为LZC指标、峭度指标和脉冲指标，属于轴承故障诊断技术领域。双字典根据轴承振动信号特征，选取调制字典和冲击时频字典生成双字典，每次迭代在双字典的各子字典中选取匹配原子，比较各阶系数得出一个最匹配原子。将分析信号在此历次迭代原子上投影，信号减去投影形成残差信号以供下次分解。满足迭代终止条件后完成分解过程，提取匹配原子及匹配系数，对信号进行重构，计算重构信号的LZC指标、峭度指标和脉冲指标，通过三项指标的变化趋势，实现对故障程度的评价。

主权项

1.一种基于多项指标特征的双字典匹配追踪轴承故障程度评价方法，其特征在于：所述多项指标特征为LZC指标、峭度指标和脉冲指标，该方法包括以下步骤，S1采集轴承振动信号；S2对轴承振动信号进行基于双字典匹配追踪算法的分解；S3对信号进行重构，并对重构信号计算LZC指标、峭度指标和脉冲指标，根据指标的变化趋势对轴承故障程度进行评价；S1 采集轴承振动信号轴承故障的振动信号表现为由共振引起的周期性脉冲和非均匀负载引起的调制，并伴随大量的背景噪声；所述振动信号的采集通过加速度传感器对齿轮箱进行采集；因此构造符合故障特征的特征原子库即字典——调制字典和冲击时频字典组成的双字典：调制原子库的基元函数是幅值调制函数，函数模型为：gmod(f1,f2)＝Kmod(1+cos2πf1t)cos2πf2t其中，f1为低频调制频率，f2为高频载波频率，Kmod为归一化参数，为保证每个原子具有单位能量，即||Kmod(f1,f2)||2＝1；冲击时频字典的基元函数是指数衰减函数，其函数模型为： g i m p ( p , u , f i m p , Φ ) = K i m p e - p ( t - u ) s i n 2 πf i m p ( t - Φ ) , t ≥ u 0 , t < u ]]>其中，p为冲击响应的阻尼衰减特征，u为冲击响应发生的时刻，fimp为对应于系统的阻尼固有频率，Φ为相位偏移，Kimp为归一化系数；字典的构造是对字典基函数模型中的各个参数在设定取值范围内进行离散化赋值；而采用双字典可以更好的符合故障特征，在匹配追踪原子选择过程中，同时分别从调制字典和冲击时频字典这两个字典中各选取一个原子，再比较这两个原子的匹配系数，选取匹配系数大的原子为最优原子，即所述的双字典及应用；S2 对轴承振动信号进行基于LZC指标、峭度指标和脉冲指标的双字典匹配追踪稀疏分解；其中，双字典匹配追踪稀疏分解算法包括以下步骤：2.1 振动信号采集；利用加速度传感器对齿轮箱进行测量，获得振动加速度信号作为待分析信号x；2.2 初始化处理；将待分析信号x赋给残差信号，得到初始残差信号R0＝x；2.3 选取匹配原子；分别从双字典的两个字典Gimp＝{g1i,i＝1,2,3,...,m,...}和Gmod＝{g2i,i＝1,2,3,...,m,...}中，进行匹配原子g1k和g2k的选取，匹配原子的选取如下式，|<R0,gjk>|＝sup|<R0,gji>|,j＝1,2匹配系数分别为c1k和c2k见下式，比较c1k和c2k，选取匹配系数大的原子为最匹配原子gjk，并返回其各个参数信息f1、f2或p、u、fimp保存；cjk＝|<R0,gjk>|2.4 更新残差信号；将残差信号在每次迭代的最匹配原子g

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京工业大学，未经北京工业大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201410379606.0/，转载请声明来源钻瓜专利网。