[发明专利]一种基于Walsh变换与Teager能量算子的轴承故障诊断方法

摘要

本发明属于机械设备故障诊断领域，本发明公开了一种基于Walsh变换与Teager能量算子的滚动轴承故障诊断方法，其具体内容如下：首先将加速度传感器固定在被测轴承座上，并把加速度传感器与数据采集仪连接来获取轴承振动信号，然后进行轴承故障诊断，通过对信号进行Walsh变换消噪；以及用Teager能量算子解调提取故障特征；并与理论计算值对比定位识别出轴承故障类型。本发明是以振动信号为研究对象，将Walsh变换消噪与Teager能量算子解调相结合，提出了一种新的轴承故障诊断方法。本发明能有效的诊断滚动轴承的故障类型，具有诊断准确率高的优点。

主权项

1.一种基于Walsh变换与Teager能量算子的轴承故障诊断方法，其特征在于，包括以下内容：将加速度传感器固定在测试轴承座上，加速度传感器输出端与AVANT‑MI‑7016多通道数据采集仪连接，采集仪将采集到的数据传送给计算机，用计算机对信号进行Walsh变换消噪、Teager能量算子解调提取故障特征，并与理论计算值对比定位识别出轴承故障类型；具体操作步骤如下：(1)采集原始信号，采用加速度传感器和AVANT‑MI‑7016多通道数据采集仪采集数据，并将测得数据结果实时传入计算机中；(2)将得到的实时数据进行Walsh变换消噪处理；Walsh变换消噪方法为：首先将原始信号用Walsh变换进行处理，得到一系列由方波构成的Walsh系数，所用变换公式为：式(1)中，f_n为原始信号，A_n为Walsh系数，N为信号长度，ψ(n,t)为Rademacher方程，其定义为：式(4)中，Sgn为阶跃函数，其定义为：然后将所得的Walsh系数进行软阈值处理，其阈值公式为：k＝MAD(A_n)/0.6745           (6)式(6)中：k为软阈值，MAD为平均绝对偏差；最后将软阈值处理过的Walsh系数进行Walsh逆变换，得到消噪后的信号；(3)将消噪后的信号进行Teager能量算子解调处理，提取出滚动轴承故障相关特征，Teager能量算子解调方法为：对于离散时间信号x(n)，Teager能量算子ψ定义为:ψ[x(n)]＝[x(n)]²‑x(n‑1)x(n+1)                 (7)(4)将提取出滚动轴承故障特征与理论计算值对比定位识别出轴承故障类型，具体的计算方法如下列公式计算：外圈故障频率公式：式(8)中：f为回转频率，Z为滚动体个数，α为轴承压力角，d为滚动体直径，E为轴承节圆直径。